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.2流量測(cè)量的行業(yè)特點(diǎn)及其對(duì)儀表的要求

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2.2.1 鋼鐵行業(yè)流量測(cè)量的特點(diǎn)  

鋼鐵行業(yè)時(shí)耗能大戶，大量燃料在各種爐窖內(nèi)燃燒，還需要助燃空氣，有的屬富氧燃燒，需要吹入氧氣。有的爐子燃燒產(chǎn)生大量的荒煤氣，經(jīng)洗滌除塵等處理后，送到另一些爐窖作燃料。因此，助燃?xì)怏w流量、煤氣流量、煙道氣流量等占了很大比例。這些測(cè)量對(duì)象流體壓力低、流速低、密度低。管徑大，要準(zhǔn)確測(cè)量有一定難度，尤其是煤氣，往往含水量、含塵量較高，有的還含有焦油，有的煤氣管道內(nèi)有排不盡的水，這些都要求儀表有適應(yīng)能力，不能因凝液析出而影響測(cè)量，不能因灰塵而發(fā)生故障。  

廠制水流量測(cè)量對(duì)象也有其特點(diǎn)，測(cè)量結(jié)果多半用于過程監(jiān)視與控制，度要求不高，但穩(wěn)定性、可靠性要求高。有時(shí)口徑較大，常常選用均速管差壓式流量計(jì)和夾裝式超聲流量計(jì)。  

2.2.2 電力行業(yè)中的流量測(cè)量特點(diǎn)  

（1）與發(fā)電有關(guān)的蒸汽流量測(cè)量 此類流量測(cè)量的特點(diǎn)是流體溫度高，壓力高，連數(shù)兆瓦的小機(jī)組蒸汽溫度都要達(dá)到420℃以上。盡管經(jīng)常有新型流量計(jì)推出，但多數(shù)原理流量計(jì)承*如此嚴(yán)酷的工作條件。目前還是節(jié)流式差壓流量計(jì)穩(wěn)穩(wěn)地占據(jù)著這塊傳統(tǒng)領(lǐng)地。  

由于此類測(cè)量對(duì)象流量變化范圍不大，經(jīng)常是滿載滿發(fā)，所以差壓式流量計(jì)范圍度較小地弱點(diǎn)不會(huì)帶來實(shí)際影響。  

（2）供熱網(wǎng)中地蒸汽流量測(cè)量 熱電廠供熱網(wǎng)中所用地流量計(jì)，由于流體溫度和壓力均大大降低，所以可以選擇的空間大大擴(kuò)展，但由于沿襲電廠儀表選型的傳統(tǒng)，多數(shù)對(duì)象仍選用節(jié)流式差壓流量計(jì)，部分選用渦街流量計(jì)。  

2.2.3 石油和化工行業(yè)中流量測(cè)量的特點(diǎn)  

①多數(shù)石化和化工企業(yè)有防爆要求，即使被測(cè)流體本身不是易燃易爆物質(zhì)，但整個(gè)區(qū)域?qū)僖兹家妆瑘?chǎng)所，因此儀表選型時(shí)應(yīng)符合防爆規(guī)程。  

2.2.4 石油儲(chǔ)運(yùn)行業(yè)的流量測(cè)量特點(diǎn)與要求  

石油儲(chǔ)運(yùn)行業(yè)也是流量?jī)x表的一大用戶，每年數(shù)以億噸計(jì)的成品油從油庫經(jīng)計(jì)量后轉(zhuǎn)運(yùn)到加油站或下一級(jí)油庫然后再經(jīng)計(jì)量發(fā)送到zui終用戶。數(shù)以萬計(jì)的加油站偏布各地，每個(gè)加油站都裝有數(shù)量不等的加油機(jī)。  

成品油主要油汽油、柴油、煤油、潤(rùn)滑油、航空汽油等品種。由于接收油品的槽車、槽船或車輛的油箱等都是裝在可移動(dòng)的設(shè)備上，因此油品經(jīng)流量計(jì)計(jì)量后通過鶴管、撓管之類的柔性管道發(fā)送到接收方。因?yàn)橛推穼僖兹家妆镔|(zhì)，安全是人們關(guān)注的首要問題。由于高速流動(dòng)的油品與管件及管道內(nèi)壁摩擦易產(chǎn)生靜電，因此，管路設(shè)計(jì)中應(yīng)有靜電接地措施，將所產(chǎn)生的靜電電荷導(dǎo)入大地。靜電接地系統(tǒng)還要求與發(fā)油控制系統(tǒng)聯(lián)鎖，一旦靜電接地失靈，立即停止發(fā)油。除此之外，石油儲(chǔ)運(yùn)行業(yè)流量測(cè)量還有下面的特點(diǎn)與要求。  

①被測(cè)介質(zhì)昂貴，對(duì)計(jì)量度要求高，一般要求達(dá)到±0.5％R。  

②除重油、渣油之外的其他成品油都較清潔。發(fā)油時(shí)管道中的油品流速較高而且較穩(wěn)定，因此容易得到較高的計(jì)量度。  

③計(jì)量數(shù)據(jù)用于貿(mào)易結(jié)算，因而要求計(jì)量結(jié)果的顯示供需雙方都便于觀察，從而體現(xiàn)公平和透明。  

有些計(jì)量表如加油機(jī)，除了顯示發(fā)油總量外，還應(yīng)同時(shí)顯示單價(jià)和總價(jià)。  

④流量測(cè)量?jī)x表大多與批量控制設(shè)備配合使用，可以按預(yù)先設(shè)定的發(fā)油量進(jìn)行自動(dòng)控制，如本書第五章所討論的批量控制系統(tǒng)。新型的加油機(jī)還配有讀卡設(shè)備和打印機(jī)，以便讀出用戶預(yù)先購買的IC卡中剩余金額，并在此金額即將用完時(shí)通知控制系統(tǒng)，關(guān)閉閥門。加油完畢自動(dòng)打印加油報(bào)告。  

2.2.5 供水行業(yè)的流量測(cè)量特點(diǎn)  

水廠從河流、湖泊或水庫抽取原水，需根據(jù)原水計(jì)量結(jié)果向國(guó)家支付費(fèi)用。水廠的成品是自來水，自來水的管理和分配網(wǎng)上需大量大口徑流量計(jì)。這些測(cè)量對(duì)象有下列特點(diǎn)。  

①計(jì)量數(shù)據(jù)用于貿(mào)易結(jié)算，測(cè)量度要求高，按照GB/T 17167的規(guī)定應(yīng)達(dá)到±2.5％R的度（見表2.3）。對(duì)于大口徑計(jì)量表，有些用戶要求高達(dá)±0.5％R。  

②設(shè)置在原水和自來水主管道上的流量計(jì)，口徑大，為減少泵送費(fèi)用，要求阻力小。  

③對(duì)測(cè)量范圍度要求高。家庭用戶均為間歇使用，即使是大的企事業(yè)機(jī)構(gòu)，日夜之間、不同季節(jié)之間、生產(chǎn)、經(jīng)營(yíng)、管理或服務(wù)的各個(gè)不同階段，耗水量也差異很大。  

④環(huán)境惡劣，大口徑管道通常為埋地敷設(shè)，因此流量計(jì)大多數(shù)被安裝在儀表井中，稍有不慎就會(huì)出現(xiàn)雨水淹沒儀表地事件，所以，流量計(jì)應(yīng)有IP68的環(huán)境防護(hù)能力。  

⑤原水潔凈程度較差，壓力不高，在大口徑管道中低速流動(dòng)的條件下，管壁上易積淤泥，所以儀表設(shè)計(jì)選型應(yīng)考慮淤泥的影響，工程設(shè)計(jì)和安裝時(shí)應(yīng)考慮淤泥的清理。  

目前的儀表選型意見趨于一致，用于貿(mào)易結(jié)算的大口徑流量計(jì)，選用電磁流量計(jì)，它能全面滿足上述各項(xiàng)要求，小口徑水流量測(cè)量選用旋翼式水表。  

2.2.6 天然氣流量測(cè)量的特點(diǎn)及其對(duì)儀表的要求  

天然氣作為一次能源，在世界一次能源結(jié)構(gòu)中的比重逐年上升。發(fā)達(dá)國(guó)家一般已達(dá)到30％～40％，因此天然氣貿(mào)易交接計(jì)量所涉及的金額是巨大的，引起上的廣泛重視。為了保證天然氣生產(chǎn)及利用企業(yè)的貿(mào)易計(jì)量公正合理，維護(hù)貿(mào)易雙方的正當(dāng)權(quán)益，歐洲zui早制訂了EN1776：1998《天然氣測(cè)量系統(tǒng)基本要求》。我國(guó)在這一標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上也制訂了相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)GB/T18603－2001《天然氣計(jì)量系統(tǒng)技術(shù)要求》。  

天然氣計(jì)量系統(tǒng)具有下列主要特點(diǎn)和基本要求。  

防爆要求 流體易燃易爆，可能的危險(xiǎn)區(qū)域應(yīng)按GB3836.1進(jìn)行分級(jí)，在危險(xiǎn)區(qū)域內(nèi)，任何儀表和電器設(shè)備選型和安裝都應(yīng)符合GB3836的規(guī)定。  
不中斷供氣要求 為了保證連續(xù)輸氣，不能因計(jì)量?jī)x表維修等中斷供氣，計(jì)量站和計(jì)量回路宜設(shè)置旁通，對(duì)于重要的大流量用戶，推薦采用并聯(lián)雙計(jì)量回路。旁通閥和并聯(lián)雙計(jì)量回路上游閥或（下游閥）應(yīng)選擇關(guān)閉性能好、耐用、有檢漏裝置的截?cái)嚅y，避免非計(jì)量流失。  
工況的多樣性 天然氣從采集、處理、運(yùn)輸?shù)椒峙涞母鱾€(gè)環(huán)節(jié)都需要計(jì)量，采集環(huán)節(jié)流體臟污，氣體帶液甚至混有固相。不同的氣井壓力差異大。運(yùn)輸環(huán)節(jié)流體壓力也較高，但分配到zui終用戶處，壓力可能將得很低。因此，不同環(huán)節(jié)的流量測(cè)量應(yīng)了解清楚流體工況和具體條件，不能一概而論。  
不同的準(zhǔn)確度要求 天然氣計(jì)量屬大宗能源計(jì)量，而且流量值越大，涉及到的結(jié)算金額越大。而所配置的計(jì)量?jī)x表的價(jià)格與準(zhǔn)確度有關(guān)，準(zhǔn)確度越高，價(jià)格也越高，計(jì)量值相對(duì)較小的計(jì)量系統(tǒng)，一般承但不起價(jià)格昂貴得多的高準(zhǔn)確度儀表，因此，只能降低要求，但仍應(yīng)達(dá)到有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求。表2.1所列是不同等級(jí)的天然氣計(jì)量系統(tǒng)儀器儀表配備指南。表2.2是不同等級(jí)的計(jì)量系統(tǒng)配套儀表準(zhǔn)確度要求 ［ 4］ 。  
表2.1 不同等級(jí)的天然氣計(jì)量系統(tǒng)儀器儀表配備指南  

設(shè)計(jì)能力q nv （m3/h）（標(biāo)準(zhǔn)參比條件）  
 q nv =≥500  
 5000≤q nv ≤50000  
 q nv ≥50000  
  
1.用于測(cè)量的校驗(yàn)用系統(tǒng)例如串聯(lián)標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì)  
   √  
  
2.溫度轉(zhuǎn)換  
 √  
 √  
 √  
  
3.壓力轉(zhuǎn)換  
 √  
 √  
 √  
  
4.Z轉(zhuǎn)換  
 √  
 √  
 √  
  
5.發(fā)熱量和氣體質(zhì)量的確定  
   √  
  
6.每一時(shí)間周期的流量記錄  
  √  
 √  
  
7.密度測(cè)量（代替2、3、4）  
   √  
  
準(zhǔn)確度等級(jí)  
 C級(jí)（3.0）  
 B級(jí)（2.0）  
 *（1.0）  
  

2.“√”建議配套內(nèi)容。  

參數(shù)測(cè)量  
 計(jì)量系統(tǒng)配套儀表準(zhǔn)確度等級(jí)  
  
*（1.0％）  
 B級(jí)（2.0％）  
 C級(jí)（3.0％）  
  
溫度  
 0.5℃  
 0.5℃  
 1℃  
  
壓力  
 0.2％  
 0.5％  
 1.0％  
  
密度  
 0.25％  
 0.75％  
 1.0％  
  
壓縮因子  
 0.25％  
 0.5％  
 0.5％  
  
發(fā)熱量 ①  
 0.5％  
 1.0％  
 1.0％  
  
工作條件下體積流量  
 0.75％  
 1.0％  
 1.5％  
  

當(dāng)供用氣雙方用能量流量交接時(shí)需要配套的項(xiàng)目。  
計(jì)量系統(tǒng)不同的輸出量類型和計(jì)量單位 計(jì)量系統(tǒng)由天然氣流量計(jì)和進(jìn)行不同參數(shù)測(cè)量的變送器、流量計(jì)算及確定各輸出參數(shù)的轉(zhuǎn)換裝置組成，根據(jù)系統(tǒng)的組成和需要，輸出量可以是：標(biāo)準(zhǔn)體積流量、質(zhì)量流量和能量流量。標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)體積流量以Nm 3 /s為單位；工作狀態(tài)體積流量以m 3 /s為單位；質(zhì)量流量以kg/s為單位；能量流量以MJ/s為單位 ［ 4］ 。  
天然氣組分變化 由天然氣組分變化引起的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)密度變化，壓縮因子變化，都將影響流量測(cè)量準(zhǔn)確度，因此在計(jì)量值大的計(jì)量系統(tǒng)中，應(yīng)根據(jù)天然氣組分穩(wěn)定度定時(shí)取樣，進(jìn)行全組分分析。  
超壓縮因子變化 天然氣超壓縮因子F Z 是因天然氣特性偏離理想氣態(tài)定律而導(dǎo)入的修正系數(shù)。超壓縮因子不僅受流體溫度、壓力影響，而且隨天然氣組分變化。因此應(yīng)實(shí)時(shí)計(jì)算其數(shù)值。  
實(shí)流校準(zhǔn) 天然氣干線流量計(jì)主要特點(diǎn)為高壓（2Mpa以上）、大口徑（DN150以上）、高度（0.5級(jí)以上）。我國(guó)從塔里木到上海的輸氣干線總長(zhǎng)為4000多公里，壓力為10Mpa，管徑為DN1000，這些特點(diǎn)要求輸氣干線流量計(jì)應(yīng)具有高度、穩(wěn)定可靠的計(jì)量系統(tǒng)和配備相應(yīng)的校準(zhǔn)裝置。  
實(shí)流校準(zhǔn)應(yīng)在與實(shí)際操作條件相近的條件下進(jìn)行，然而，如果將條件差異鎖引起的不確定度估算考慮在內(nèi)，在不同條件下校準(zhǔn)的也是可行的。  

在計(jì)量值大的計(jì)量站，應(yīng)在計(jì)量管道上串聯(lián)安裝一套校準(zhǔn)用附加流量計(jì)，以便定期進(jìn)行實(shí)流校準(zhǔn)。  

2.2.7樓宇中的流量測(cè)量的特點(diǎn)  

樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)中地測(cè)量流量 在樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)中，對(duì)進(jìn)出重點(diǎn)設(shè)備或裝置地流體流量進(jìn)行測(cè)量，測(cè)量結(jié)果用于設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)視、控制和設(shè)備管理。測(cè)量結(jié)果一般不用于貿(mào)易結(jié)算，所以對(duì)測(cè)量度要求不高。儀表一般由樓宇自動(dòng)化工程公司選型，主要考慮地是安裝方便、價(jià)格和儀表故障后不影響系統(tǒng)運(yùn)行。  
以能源計(jì)量為目的地流量測(cè)量 樓宇中地自來水、燃?xì)?、燃油等要靠外部供給，空調(diào)冷凍水、熱水、冷卻水等要供給用戶使用，自己發(fā)生地蒸汽有時(shí)還外供到其他單位，因此，需對(duì)這些流體進(jìn)行計(jì)量，計(jì)量度必須滿足貿(mào)易結(jié)算的要求，計(jì)量結(jié)果用于對(duì)外收費(fèi)的表計(jì)，還應(yīng)按規(guī)定進(jìn)行強(qiáng)制檢定。  
由于空調(diào)用冷凍水溫度不是很低，一般為5～6℃的淡水；空調(diào)用熱水主要用于采暖、洗澡、洗簌等，所以溫度不是高，大多在90℃以下，這樣的使用要求和流體條件，合理的選型是電磁流量計(jì)。  

2.2.8企業(yè)能源計(jì)量器具性能要求  

GB/T17167規(guī)定了企業(yè)能源計(jì)量器具性能要求，其中不同用途流量計(jì)準(zhǔn)確度要求如表2.3所示。  

表2.3企業(yè)能源計(jì)量器具性能要求（流量計(jì)部分）  

計(jì)量器具類別  
 計(jì)量目的  
 準(zhǔn)確度要求  
  
油流量表  
 進(jìn)、出企業(yè)的結(jié)算  
 汽油、柴油、原油0.35％  
  
分廠（車間）和重點(diǎn)用能設(shè)備  

能耗考核  
 汽油、柴油、原油0.5％  
  
重油、渣油2.5％  
  
氣（汽）體  

流量表（裝置）  
 進(jìn)、出企業(yè)的結(jié)算  
 煤氣、天然氣2.0％  
  
蒸汽2.5％  
  
分廠（車間）和重點(diǎn)用能設(shè)備能耗考核  
 煤氣、天然氣2.0％  
  
蒸汽2.5％  
  
水流量表  

（裝置）  
 進(jìn)、出企業(yè)及企業(yè)內(nèi)部車間、重點(diǎn)用水設(shè)備的凈水計(jì)量  
 2.5％  
  
企業(yè)排放污水的計(jì)量  
 5.0％  
  
溫度計(jì)  
 用于水溫、氣溫、汽溫及廢氣、乏汽、廢水排放溫度的計(jì)量  
 2.0％  
  
壓力表 ①  
 用于氣體、液體及蒸汽壓力的計(jì)量  
 1.0％～2.5％  
  

①與氣體、蒸汽質(zhì)量計(jì)算相關(guān)的壓力表，其準(zhǔn)確度不得低于1.0％。  

當(dāng)計(jì)量器具是由傳感器（變送器）、二次儀表組成的測(cè)量裝置或系統(tǒng)時(shí)，見表2.3給出的準(zhǔn)確度應(yīng)是裝置或系統(tǒng)的準(zhǔn)確度（裝置或系統(tǒng)未明確給出其準(zhǔn)確度時(shí)，可用傳感器與二次儀表的準(zhǔn)確度按誤差合成方法合成 ［ 7］ ）。  

能源作為生產(chǎn)原料使用時(shí)，其計(jì)量器具的準(zhǔn)確度應(yīng)滿足相應(yīng)的生產(chǎn)工藝要求。  

能源計(jì)量器具的性能必須滿足相應(yīng)的生產(chǎn)工藝特點(diǎn)及使用環(huán)境要求，如抗腐蝕、耐高溫、耐振動(dòng)、防粉塵、抗電磁干擾等。