差压式流量计小信号切除对蒸汽流量测量的影响研究

李继华

国网吉林省电力有限公司电力科学研究院 吉林长春 130000

以某地区供热集团公司为例进行分析，该公司官网供热面积超过1500万m2，蒸汽流量主要以专业标准孔板差压式流量计计量分析，该流量计小巧、结构简单，操作便捷，相关技术较为成熟[1]。而流量仪表中的小信号切除属流量仪表工作特殊需求，通过小信号切除，可克服由于小信号导致的种种不良后果。而不同流量计原理不同，对应的小信号机理具有显著差异，需对流量计小信号切除点科学设计，确保在蒸汽贸易结算中，合理计算，在流量计小信号切除点上用热，显示为零的情况下减少供热方蒸汽损失。

1 概述

差压式流量计原本多用于工业领域，在不同流量计中应用广泛，且发展历史悠久，是小信号切除技术应用最早的流量计[2]。无介质流动，则该变送器零点将发生漂移，导致流量计存在信号输出（小信号），易被积算仪捕获积算。介质正常流动，则该小信号可忽略不计，并不影响计量精度。为避免无介质下的误流量造成积计大量误计，需设置门槛，“切除”小信号。

以传统差压式流量计显示瞬时流量，并积算，则流量计零漂，将导致设备实际显示为零，但是仍然后流量示值。小信号切除则可完全解决该问题。

差压式流量计输入输出关系平方根特性如下所示：

其中，q为流量示值，单位为kg/h（或m3/s），A△p为差压信号，qmax则为流量测量上限，流量测量上限随差压信号的提升而提升。在流量逐渐趋向零的时候，曲线斜率dp/dA△p无限接近于无穷大，也就是说，流量零点具有不稳定性。传统差压式流量计精度等级在公司应用多为1．5级别，一定时间中，若差压式流量计零点漂移在±1．5%，为正常范畴，漂移对应造成的流量值约为 12．2%。

提高差压变送器实际精度后，差压变送器零点漂移原性能大大提高。差压式流量计为计量系统，差压信号传递失真、流量积算仪误差等也会发生零漂。当下，生产厂家将差压切除点设置为0．75%，流量值为8．7%。现代化差压变送器精度达到0．075级，差压信号传递效率提升，小信号切除值降低到流量测量上限的2%，系统可稳定运行。

2 小信号切除及优化方式

对差压式流量计进行小信号切除，可减少蒸汽供应方不必要的蒸汽计量损失，是解决流量计零漂、解决供应方和使用方矛盾的重要方式。虽采用小信号切除优化，但是设备仪器仍然存在零漂，但是此时使用者看不到零漂[3]。

就合理状态下，不设小信号切除，发现测量满足要求，此时不需要切除小信号。但是在实际使用中，测量总模拟器件零漂，发现零漂对流量计零点影响具有双向性，差压信号传递失真、振动对仪器造成烦扰等，都是差压式流量计运行中存在的不确定因素，因此实际工作中必须切除小信号。

是否切除小信号，要以切除值的大小来决定，基本原则为，在确保达到最终目的前提下，需尽可能将切除值选择的较小为宜。小信号被切除之后，节流装置中，对应计量系统可轻易实现：主要是小信号切除后，在没有差压信号环境中，流量计量系统准确显示小信号值，将该的信号操作设置为参数，在流量实际计算中将其扣除，则可减少小信号造成的误差。

实际操作中，可以落实以下操作：

一方面将对应小信号及流量计算的各项参数设置在特定界面中，归于同一界面，则在检定、日常检查中，可以留意到小信号的实际数值，为日后管理、查询提供方便。

另一方面，在流量计算阶段，差压值可以将差压变送器实际显示的数值减去小信号值，得到准确的差压值。

按照上述方式，对某地区供热集团公司蒸汽计量收费的差压式流量计对应积算仪进行优化设计，将传统积算仪小信号切除点的固化计算进行优化，以当下积算仪小信号切除在0%-1%范围内选择性的设置。传统积算仪小信号切除遵从国家JJG1003-2005《流量积算仪检定规程》要求，该文件技术要求将计算方法固化至仪表，按照规定公式计算流量。通过对积算仪进行优化改进，其小信号切除点的设置可在允许范围内自由设置，也就是说，可以针对实际蒸汽使用情况设置有针对性的小信号切除点位置，减少外界信号对积算仪的影响，同时也避免小信号影响计量数据。

经过此优化改进，比对改进设计。改进前，积算仪小信号切除点的差压电流达到4．12mA，对应设计工况最大流量达到8．66%，通过此改进之后，数据变化较大。改进后小信号切除点在0%-1%范围内自由选择设置，一般情况下设置小信号切除点为0．5%，此时对应差压电流为4．08mA，占正常工况下最大流量7．07%，小信号切除点合理降低，差压式流量计由于小信号导致的计量损失大大减少，增量高达18．36%，蒸汽供应方的经济损失大大降低，维护了其基本权益。

3 结语

综上所述，在蒸汽公司实际流量计量系统中，其小信号切除是保证计量系统长期稳定运作的重要支持，为确保蒸汽计量精准性，需合理设置小信号切除，合理使用。差压式流量计的小信号切除优化存在固定公式，需遵循JJG1003-2005《流量积算仪检定规程》技术要求，在可以测量的小流量范围中，找到最合适的点位，针对实际工作需求及现场条件，积极调试，设置切除点，避免小信号影响积算计误差，给蒸汽供应公司造成严重不良后果。