流量计量系统供需双方不同流量示值的实例探讨

王小健 刘业娟

上海科洋科技股份有限公司 （上海 200120）

流量计量系统供需双方不同流量示值的实例探讨

王小健 刘业娟

上海科洋科技股份有限公司 （上海 200120）

供需双方两台合格的流量计安装在同一管路系统上但示值不一致的现象是个棘手的问题，因为涉及的知识面太宽，需要深入分析。列举了几个不同实例，找出存在的问题、分析原因并提出解决方案。

涡街流量计 电磁流量计 孔板流量计 不同显示值 小信号

0 前言

供需双方两台合格流量计安装在同一管路系统上，但示值不一致。尽管两只流量计安装位置不同，工艺管路及参数有变化，但因在同一管路系统，从物料平衡上讲，其进料与出料的质量流量应该是一致的。从现场实例分析得知，该问题主要涉及仪表选型是否合适、量程是否合适，特别是仪表选型后参数设置是否合理、补偿是否合理，还包括小信号切除是否合适。

下面探讨几个实例[1]。

1 两台涡街流量计在小流量时相差30%

1.1 存在的问题

云南某烟草公司的动力厂锅炉房向制烟厂提供1.6MPa蒸汽，管线长500m,供方安装了一套E+H公司DN200涡街流量计，需方安装了一套横河DY150，在瞬时流量大于5t/h时，两套表的示值相符，但经常运行在5t/h以下时，一星期的统计值差30%。

1.2 原因分析

涡街流量计是常用仪表[2]。该流量计品牌不错，而且在流速较高时两套表的计量结果相符，这表明仪表有关数据的设置也是正确的。经查阅，DN200涡街流量计在1.6MPa时最小可测量流量为3.4t/h，根据上面提供的流量数据分析，在低流量用气时，DN200流量计很可能已经进入了小信号切除区，所以供方流量计计量结果偏低。

1.3 解决方法

本案例中供方流量计计量结果偏低的原因是小信号切除。当流量小于3.4t/h时信号都被切除掉了。解决小信号切除的方法有：（1）更换更小的通径，如在1.6MPa的条件下，横河DN100通径的DY100型流量计，饱和蒸汽的最大可测流量达到16.5t/h，这样在低流量用汽时，不至于进入小信号切除区而测不出流量。（2）调小仪表的小信号切除值。以DY型涡街流量计为例，仪表出厂前已按订货咨询单所提供的数据设置了小信号切除值，该值就是产品说明书中所承诺的最小流量。如果安装该台仪表的现场无明显振动，可将此切除值调小，一般可达到出厂设定值的1/2。在测量蒸汽流量时，该值与表内所设定的蒸汽密度值有关，将密度设定值适当减小，可使仪表的允许切除值进一步减小。但要注意，小信号切除值设定得太小，在管道振动时，容易出现“无中生有”的现象，所以应适可而止。另外如将密度值自行调小时，一般不宜使用涡街流量计的模拟输出，因为它与密度有关，可使用与密度无关的脉冲输出。

2 两台盐水计量电磁流量计示值相差悬殊

2.1 存在的问题

电磁流量计有多种形式[3]，某氯碱厂的盐水车间将盐水用泵打到电解车间，发送方和接收方各安装一套智能电磁流量计计量，如图1所示。流量计型号规格相同，但所计各批发料总量却相差很多，发送方比接收方高5%以上，大大超过电磁流量计允许误差范围。

2.2 原因分析

供应商代表察看了工艺流程和仪表的安装后，发现这是一个批量发料过程。一批盐水发送完毕后，离心泵停止运行，但管架上输送盐水的管道内残存的盐水返回储槽，驱动离心泵反向旋转。发送方电磁流量计也有相应的流量显示。

两台表的内部设置都是显示正向总量。

经查，发送方电磁流量计内存有三个总量数据，即正向流量总量QD、反向流量总量QR和正反向总量之差Q。接收方显示的总量与发送方显示的总量差Q相符。所以，将发送方电磁流量计总量显示内容改为总量差，问题将得以解决。

2.3 解决方法

将发送方总量显示修改为正反向总量差，这是与逻辑关系相符的，因为流过发送方流量计的正向流量并未全部送到了接收方，其中一部分又返回储槽。所以，在减去返回总量之后，才是送到接收方的总量。

接收方流量计由于不存在反向流，所以其显示的正向流量总量就是接收到的总量。

2.4 重视问题的普遍性

在液体产品批量发料装车系统中，常常遇到与本案例相似的情况，尤其是一天中的第一车，实际装入容器的液体量比流量计显示的总量少得多，这是因为夜间停止作业时，输送管内的液体经止回阀漏回大槽。

3 涡街流量计示值比孔板流量计示值低30%

3.1 存在的问题

江苏江阴某热电公司与用户之间为流量计量问题发生纠纷。

供方在管的上游安装了一套孔板流量计，作为收费计量手段，用户在下游安装了一台江苏某厂生产的涡街流量计，作为监督计量手段。前后两套仪表均经当地计量机构检定合格。仪表运行两年以来，总是上游仪表计得多，下游仪表计得少，下游仪表计量总量只有上游仪表的70%左右。两台表之间距离只有几十米。蒸汽的供需方流量不一致是大家很关心的问题。

供方提出，需方认为下游的涡街流量计准确，上游的孔板流量计不准，双方要搞清楚究竟哪个准确。

双方同意，客户在同一根管道上另外安装一套孔板流量计和一套DY型涡街流量计，如图2所示，来证明究竟是孔板流量计准确还是涡街流量计准确。

3.2 原因分析

（1）量差原因估计

初步估计上下游仪表计量差是由所安装的涡街流量计品质欠佳引发的。但在没有充分的证据之前，不能作此结论。

（2）对新增的（一根管道上）两套仪表的要求

①新增孔板流量计和涡街流量计各一套，每套仪表均应符合国家标准或行业标准。

②每套仪表均经政府授权机构计量检定合格，其中孔板流量计经实流检定合格。

③同一根管道上新增的两套仪表在瞬时流量不小于满量程流量20%的考核条件下，24h计量结果相互之间的量差不大于3%。

④对新增的两套仪表与原有的两套仪表之间的误差多少不作要求。

3.3 现场实测结果

（1）新增的两套仪表相互之间的计量误差

新增两套流量计投入运行后，从一星期的统计数据分析，每天的计量误差均小于示值的2%。

（2）原有的孔板流量计计量结果与新增的两套仪表基本相符。

3.4 讨论

（1）关于谁是谁非问题

关于提问者急于知道的谁是谁非问题，结论是明确的。原有两套表中，孔板流量计示值是准确的，而涡街流量计示值偏低。

（2）关于孔板流量计和涡街流量计哪一种更好的问题

本案例表明，蒸汽质量流量用孔板流量计测量和用涡街流量计测量，都能得到较准确的结果，都能满足国家标准GB17167—2006的要求。

（3）原有的两套流量计检定均合格但计量结果差异大

目前，涡街流量计的流量系数一般是在水流量标准装置上标定得到的。按照涡街流量计的原理，在一定的雷诺数范围内，涡街流量计的流量系数不受流体物性（密度、黏度）和组成的影响，即仪表系数仅与旋涡发生体及管道的形状和几何尺寸有关[4]。因此，涡街流量计用水标定得到的流量系数，在仪表用来测量气体和蒸汽时使用也是对的。

但是，用水标定时，流速最高只有10m/s，而使用时，气体、蒸汽的流速却要大大超过10m/s。国外有些品牌的涡街流量计承诺，80m/s的流速仍能保证准确度，但国产品质欠佳的涡街流量计，流速大于40m/s时已产生明显的“漏脉冲”现象，流速越高，“漏脉冲”现象越严重。本例中的原有涡街流量计用来测量蒸汽流量时出现示值严重偏低的原因，应该是由于流速高时的“漏脉冲”性质。

4 结语

随着现代智能仪表的发展，数字时代的进入，仪表功能越来越丰富、越来越宽，但对自控人员的要求亦越来越高，不仅要了解工艺要求，而且还要考虑仪表选型后参数设置的合理性。所以在工程设计中，流量仪表在选用时不仅要考虑适用性、价格等因素，而且要考虑仪表的精度、小信号切除等工程实际问题，尽可能地提高流量测量准确性[5]。

[1] 纪纲,纪波峰.流量测量系统远程诊断集锦[M].北京:化学工业出版社.2012.

[2] 姜仲霞,姜川涛,刘桂芳.涡街流量计[M].北京:中国石化出版社.2006.

[3] 周人,何衍庆.流量测量和控制实用手册[M].北京:化学工业出版社.2013.

[4] GB/T2624-2006.用安装在圆形截面管道中的差压装置测量满管液体流量[S].

[5] 邱宣振主编.工程自动化设计应用手册[M].北京:国际科教文出版社.2004.

Discussi on onthe Inconsistent Flow Display Values of Supplier and User in a Flow Measuring System

Wang Xiaojian Liu Yejuan

The inconsistent values shown on the two qualified flow meters installed on the same pipeline(one from the supplier and the other from the user side)is a tough problem,an in-depth study is required due to the wide range of knowledge involved.Enumerates several examples,introduces the existing problems,analyzes the causes and poses the solutions.

Vortex flow meter; Electromagnetic flow meter; Orificeplate flow meter;Inconsistent display values; Small signal

TH 814

2014年3月

王小健 男 1987年生 2010年获得合肥学院电子信息工程专业学士学位 现从事石油化工自控设计工作