利用便携式超声波流量计提高大口径流量计计量准确度的方法

便携式超声波流量计具有快捷、灵活、非接触测量的特点, 是其他流量计无法比拟的。在大口径流量计难以实现现场标定的情况下, 为在线标定流量计提供了可能, 其使用方式在企业计量管理中得到普遍应用。使用便携式超声波流量计与在线流量计进行比对, 也成为我公司保证计量准确的常用方法。

便携式超声波流量计的换能器安装采用外夹式, 且无需停流截管, 只要在管线外部安装换能器即可。因此, 我们选用型号为FLCH-2011的便携式超声波流量计作为标准表送到国家大流量计量站进行量值溯源, 经检定合格后, 作为1.0级标准表对下一级大口径流量计进行量值传递。使流体在相同的时间间隔内连续流过标准表和被检流量计, 比较两者的输出流量值, 从而确定被检流量计的计量性能。

然而, 由于受现场管线情况、安装质量等因素的影响, 便携式超声波流量计的使用准确度往往低于其标称准确度, 有时误差较大, 不能达到使用目的。比如在对我公司三催化循环水场的标定中, 总表和分表的标定数据就出现了3个不同的标定数据。请看三催化水场循环水系统工艺流程图 (见图1) 。

图1 三催化水场循环水系统工艺流程图

5月21日三催化水场循环水系统标定的数据如表1所示。

从表1中数据可以看出, 3次标定的结果出现了很大的误差, 使得标定出的数据无法采用。

再举第二个例子, 请看新气分水场循环水系统工艺流程图 (见图2) 。

6月20日新气分水场循环水系统的标定数据如表2所示。

图2 新气分水场循环水系统工艺流程图

从表2中的数据可以发现, 3个分表量的总和与总表量不符。

为了评价管线、安装、信号等对便携超声波流量计的影响, 我们采用系统标定的方法, 很好地解决了这一问题, 保证了计量仪表的正常运行, 很好地避免其不利因素带来的影响, 扬长避短, 充分发挥其自身的优势。

系统标定的方法, 就是由原来的单点标定, 改为对整个系统的总表与分表的整体标定。单点标定出来的数据没有比对, 也没有参照, 标出来多少就是多少, 然后以此为标准值调整流量计, 这样往往会使现场标定人员无法及时发现错误的数据, 从而会导致流量计错误运行。采用系统标定的方法, 使得标定出的数据之间能够互相监督、互相制约、互相参照比对。如有条件的话, 可采取总表与分表同时标定的方式, 但在实际检测中一般都是使用一台便携式超声波流量计逐点标定。这并不影响标定效果, 因为在一定的工况条件下, 管线内部介质的流量变化不会很大, 特别是循环水, 其工艺情况和参数在一定的时间内基本不变。系统标定的操作方法是:在一定的时间内, 分别对总表和分表进行标定。这样的话, 就能对总表量与分表量进行及时核对。如果总表量与分表量总和不符, 说明便携式超声波流量计标定的数据有问题、不可靠。要查找原因, 进行再次标定。这种标定方法比单点标定出来的数据更加可信、可靠。

还是以新气分水场循环水系统为例, 在9月5日对异丙醇装置的分表进行移位检修后, 用便携式超声波流量计对其进行了单点的在线标定, 标定数据为1500m3/h (正常值应该为2200m3/h左右) 。维修人员以此为依据调整流量计, 结果导致生产车间操作失误。如果当时采取系统标定的方法, 对整个系统的总表与分表进行整体标定, 便会及时发现问题, 从而避免流量计指示正确的“伪数”。

从以上的数据和实例可以看出, 虽然这只是个别现象, 但如果出现在关键数据上, 会给生产带来极大的隐患, 甚至会出现安全事故, 节能减排降耗更无从谈起。还是以上述新气分水场循环水系统为例, 在发现标定数据有误后, 通过查找原因, 我们认为是管道衬里和管壁结垢造成的输入管径数据有误, 导致检测数据失准 (这在后期的检修并对管线内部查看时, 证实了这一点) 。这样我们及时地调整了标定的位置, 并配以超声波测厚仪, 在管线上寻找最佳标定位置。下面是调整了标定位置后标定的数据 (见表3和表4) 。

从表3和表4中的数据可以看出, 经调整后标定的数据基本一致。分表与总表之和基本相等。因此采取系统的标定方法会使得现场标定的数据出错概率几乎为零。