氯堿企業流量儀表的計量管理

謝海金

(中鹽安徽紅四方股份有限公司，安徽合肥230011)

氯堿企業流量儀表的計量管理

謝海金

(中鹽安徽紅四方股份有限公司，安徽合肥230011)

論述了流量儀表在氯堿生產應用中的選配、安裝和運行的注意事項，提出了人員、制度、數據和校驗等方面的管理要求。多角度地指出了確保流量儀表準確性應注意的問題。

流量儀表；計量管理；選用；檢定；維護

1 氯堿企業常用的流量儀表

1.1 氯堿企業生產的特點

氯堿企業生產過程的工藝及設備復雜，各設備之間多以管道相連。生產所需的原材料和產品多以液態、氣態存在，大多有毒、有害、有腐蝕性、易燃、易爆，一些產品或中間體含有固體微粒的乳液或多種物質的混合液。由此可知，由于化工生產過程的復雜性和危險性，各種流量參數的測量是不可缺少的。

1.2 流量測量儀表的分類

流量可用體積流量和質量流量來表示，流量計是測量流體流量的的儀表，能顯示和記錄流體的瞬時流量值，也可累計某段時間內流體的總量。

常用的流量儀表可分為3大類。

（1）速度式流量計，以測量流體在管道中的流速作為測量依據來計算流量的儀表。主要有差壓式流量計、變面積流量計、電磁流量計、漩渦流量計、超聲波流量計、轉子流量計和葉輪水表等。

（2）容積式流量計，以單位時間內所排出的流體固定容積的數目作為測量依據。主要有橢圓齒輪流量計、腰輪流量計、刮板式流量計等。

（3）質量流量儀表，檢測流體在管道中流過的質量。其特點是測量精度高，測量過程中不受流體的溫度、壓力、密度、黏度等變化影響，是較為理想的貿易結算和精密計量控制的儀表。

2 流量儀表的選配

各種流量儀表測量方法都是建立在不同的原理上，各種流量儀表具有各自不同的特點和適用場合，要綜合儀表本身的特點、對象特性、安裝條件、使用環境以及經濟性等緒多因素來選擇流量測量儀表。流量儀表選配的總原則：差壓式流量計，應根據《化工裝置自控工程設計規定》中有關工程/設計規定，流量孔板工程設計標準可采用GB/T2624—2000。取壓方式可采用法蘭取壓或角接取壓。前后直管段必須滿足一般規定，用于精確測量時，由制造廠成套供應；其他各類型的流量儀表的選配應本著《化工裝置自控工程設計規定》中有關工程/設計規定的原則，認真閱讀生產廠家提供的有關資料（產品選型樣本、使用說明書等）進行設計、選型，以滿足不同工況的需求。應注意的是，氯堿企業對流量儀表的防腐性和防爆性有特殊的要求和規定。

2.1 生產控制系統中的流量儀表

在氯堿生產控制系統中，流量調節是一種常用的控制方式。流量儀表提供控制系統的測量信號，流量信號的可靠性、穩定性是保證完成自控調節的關鍵，因此，流量儀表（信號）的選擇應將可靠性、穩定性放在第一位。根據不同介質的測量控制可采用不同的流量儀表，對無腐蝕、潔凈的流體，可選用孔板流量計或漩渦流量計；對有腐蝕的流體（酸、堿、鹽）或含有固體顆粒的流體可選用電磁流量計；需要精確計量或控制的，可選用質量流量計、橢圓齒輪流量計。流量控制調節系統一般都采用調節閥控制管道出口（回流）的流量，而流量儀表對上、下游直管段都有一定的要求，為保證流量儀表測量的準確性，提高系統控制的可靠性，流量控制系統中的調節閥最好裝在流量儀表的下游（大于10 D）處。近年來，由于變頻技術的發展，流量控制系統可由流量儀表(或壓力變送器)結合變頻器組成，由控制調節閥改為控制電機轉速達到控制流量（壓力)的目的。此類流量計節能，且對流量儀表的準確度沒有影響，值得推廣應用。

2.2 流量儀表用于盤面指示和現場指示

在氯堿生產過程中，一些流量儀表不參與控制，只作盤面指示，供現場運行人員操作時參考，或現場加料顯示流量，提醒操作人員。孔板流量計、電磁流量計、渦街流量計、金屬轉子流量計等配合數顯儀表或記錄儀表等均可實現。作現場指示用的，一般可選用玻璃管轉子流量計，壓力較高的可選用金屬管轉子流量計。此類流量儀表的選配以顯示清晰、方便操作為主。

2.3 流量儀表用于貿易結算和成本考核

在氯堿企業中用于貿易結算、成本考核和主要次級用能單位和主要用能設備上的流量儀表，其測量精度應放在第一位，儀表的重復性和可靠性也是很重要的。根據不同介質和不同的交接節點可采用不同的流量儀表進行計量，要有瞬時流量指示和累加（積）流量顯示。所選流量計量儀表應符合國標GB1767-2006《用能單位能源計量器具配備和管理通則》中的有關規定，對一些流量（蒸汽、天然氣等）為強制性要求配備的計量器具，其準確等級要求亦是強制性的。需要指出的是，用于貿易結算的流量儀表盡可能采用有國際、國家標準支持的，一旦發生計量異議，有標準支持的流量儀表數據在解決計量異議方面最具有權威性。以孔板流量計為例，其最大特點是流量計有權威的標準為依據，檢測件結構易于復制、簡單牢固、性能可靠、使用期限長、壓力及溫度的使用范圍寬、價格低廉、無須實流校準便可投用。

3 流量儀表安裝、運行時應注意的事項

3.1 安裝時的注意事項

正確安裝才能保證儀表固有的計量特性（準確度）。安裝人員要仔細閱讀配管圖和流量儀表的安裝使用說明書，按技術規范要求和流量說明書中的技術指南去做有助于成功安裝。

（1）安裝前的檢查和校準。在新安裝的工藝設備管道上安裝流量儀表，必須在管道吹掃干凈后才可進行安裝，二次儀表（包括差壓變送器，各類轉換、顯示、累積儀）要進行校準，合格后方可安裝。對節流元件（孔板），如果從設計、制造、安裝過程都嚴格遵守標準規定，測量精度是有保證的。

（2）流量儀表遠傳（電）信號線盡可能遠離動力線，防止電磁干擾。測量氣（液）態流量要有排液（氣）閥門。前后直管段要滿足要求，并要注意管道上阻流元件的位置。流量儀表本體上標注的方向要和介質流動的方向一致。無論何種流量儀表最好不要裝在離泵較近的管道上。對電磁流量計、超聲波流量計等，要注意儀表附近是否有大的電磁干擾源（大電機、大型變壓器等）。管道的振動對質量流量計和渦街流量計的測量影響很大。

（3）流量儀表與顯示儀表、DCS卡件、轉換等設備連接時，應注意輸出負載電阻的匹配和信號轉換。如果流量儀表輸出是頻率信號（橢圓齒輪流量計、渦街流量計等），輸出信號與顯示表或DCS相連，顯示表或（DCS）卡件應是頻率信號輸入和頻率信號卡件，最好中間不進行轉換，以提高測量精度。還要注意輸出信號的不同，與其他設備連接時，可采用三線制傳輸或二線制傳輸。

（4）如果測量需要溫度、壓力補償，需要在傳感器附近測壓力和溫度時，測壓點應安裝在傳感器下游的3~5 D處，測溫點應在傳感器下游的6~8 D處。

總之，流量儀表的安裝和驗收必須符合GB50093-2002《自動化儀表工程施工及驗收規范》中的有關規定。

3.2 流量儀表的準確度

流量測量系統安裝完成并投入運行后，流量儀表的準確度與安裝是否規范，運行的實際工藝參數與當初的設計情況是否一致等各種因素有關，多少會給流量測量系統帶來附加誤差。系統的準確度等級就不是測量結果的準確度等級（姑且稱為現場準確度），而國標GB1787—2006中對流量測量系統準確度的要求是現場準確度，它是實驗室準確度（產品銘牌上標注的準確度）與現場附加誤差的合成。而現場附加誤差與流量儀表是否規范安裝、現場工況工藝參數、儀表運行的參數設置、溫度、壓力、流速等有關。為保證流量儀表的現場準確度，應注意如下幾個問題。

3.2.1 規范設計、安裝和良好的運行工況

為保證流量儀表的準確度，要從設計開紿，流量儀表在設計、選型和定貨時，工藝（儀表）專業要向生產廠家提供準確的工藝參數和流體測量參數。由于（孔板）流量計的設計計算都有專業的計算機輔助設計（軟件），設計計算十分方便，工藝參數越詳細，越接近實際工況。流量儀表的規范選型是對今后的運行和測量準確度的保證。對工藝而言，良好穩定的工藝過程對保證流量儀表準確度具有重要的意義。

3.2.2 量程配套、差壓信號開方和小信號切除

在氯堿企業，使用差壓式（孔扳）流量計檢測流量居首位，整套裝置由節流裝置和二次儀表（差壓變送器和流量顯示儀）組成，可由不同的廠家生產配套。因此，差壓變送器和顯示儀的量程要和節流裝置量程一致，差壓變送器的輸出是沒有開方過的信號，顯示儀就要有開方功能，如果沒有，中間環節要加開方器，由于差壓與流量為平方關系，在流量下限測量，差壓變送器的下限誤差顯著增加，使用顯示（積算）儀或在流量控制系統中要注意小信號切除。

3.2.3 智能儀表和補償公式的合理選擇

由于計算機技術的發展和數字化、智能化儀表的出現，使流量測量的溫度、壓力補償變得比較容易。流量信號與DCS、PLC組成流量測量系統時，因各公司開發的模塊、軟件（補償的數學模型）不同而有不同的選擇。智能化流量顯示（累積）儀，參數的設定決定了補償（公式）方式的選擇，在設定時應注意壓力、溫度單位、小數點、標準狀態等，以防選錯。另外，影響流量測量準確度的還有濕度，如飽和蒸汽的測量，隨著輸送距離的增長，濕度的變化較大，對測量數據影響很大，但因技術條件所限，目前還無法解決，只能以供、需雙方認同的流量系數對結算的流量數值進行修正。

3.2.4 保持儀表良好的運行狀態

為保證流量儀表的準確度，應作好儀表的維護工作，發現問題及時處理，使儀表紿終運行在良好的狀態下。還要從人員、制度、技術培訓等方面著手，人員的培訓和專業技術水平的提高也是計量管理的重要方面。

當發現流量測量有問題時，在排除儀表本身故障后，要從工藝過程及設備上找原因，分析工藝過程和設備是否有問題，人員是否操作不當，流量實際工況是否偏離設計工況甚大等。例如，工藝管道上安裝的孔板，如果長期運行在超過設計的溫度、壓力、流速等情況下，會有孔板變形、口孔銳化等故障發生，使流量系數偏離標準值，這類故障一般較難發現，只有對測量數據的長期跟蹤、分折才能作出判斷，并要拆卸后才能作出最終判斷，這類問題應當引起重視。

4 流量儀表的管理

4.1 人員和制度管理

流量測量系統的運行、維護和管理是一項技術性很強的工作，應安排有一定專業技術水平和計量管理知識的人員從事此頂工作。流量儀表的使用、維護、檢定和管理應有相應的管理部門，各類人員各負其責，管理人員對外與上級計量主管部門進行信息溝通，解決貿易計量糾紛，對內宣傳計量知識，調解內部計量糾紛。使用、運行維護人員要經過專業技術培訓，持證上崗。值得注意的是，運行維護人員和抄表人員應分開，以示計量公正。特別是用于貿易結算和成本考核的流量儀表，應有專門的人員負責運行和維護。

人員的管理是建立在一定的管理制度基礎上的，因此，要結合ISO010012：2000《測量管理體系—測量過程和測量設備》的要求，建立一整套完善的計量管理體系和制度，管理部門應制定《流量儀表運行管理制度》和《計量人員管理制度》，根據流量儀表的不同用途實行重點管理和一般管理。對用于貿易結算、成本考核和過程控制的流量儀表實行重點管理，其他的流量儀表實行一般管理。建立流量儀表的設備管理臺帳，依據國家有關法律規定和檢定規程編制《流量儀表的強檢計劃》和《流量儀表的周檢（校準）計劃》。對用于貿易結算的流量儀表，定期聯系有資質的檢定機構，依法進行強制檢定（或送檢），以保證流量儀表準確、合法的使用。對一般管理的流量儀表，為保證流量測量系統的準確性，應根據計劃進行（示值）周檢或校準，可根據不同的介質采用容積法、稱重法和標準表法以保證其準確性和可靠運行。維護人員要進行專業技術培訓，學習有關計量方面的政策、法規，提高技術和業務水平。

4.2 維護和管理

雖然流量儀表可靠性較高，但要確保流量儀表準確、穩定運行，日常維護工作是不可少的。在氯堿企業，由于測量介質的不同，各種類型的流量儀表使用較多，對維護和管理提出了更高的要求。由于各類流量儀表的測量原理不同，有不同的結構形式，安裝、維護人員需要了解各種流量儀表的測量原理、結構、特點以及流量信號轉換過程中的各環節，認真、仔細閱讀產品使用說明書，按要求進行安裝和維護，以保證流量儀表的正常運行和精確測量。流量儀表維護人員每天要對所管轄的儀表進行認真的巡回檢查，定期排污（氣），定期進行系統維護，及時處理故障，利用系統計量運行的間隔對系統一、二次表的機械、電氣零位進行校準。在有可能、有條件的情況下，可對流量系統的示值準確性進行比對校驗，常用的有物料平衡法、熱量平衡法和設備能力估算法，同時，應作好累計流量數據的記錄，防止數據丟失。要經常分析流量計量數據，若發現偏離正常計量值，要及時查明原因，如屬儀表故障，要及時處理；屬工況偏離設計值，可根據計量結果對系統進行參數調整或系數修正。要結合企業每年的設備系統大修，及時合理地安排計劃檢修、周檢（校準）、強檢工作，以保證流量儀表始終運行在最佳工作狀態。

4.3 數據管理

隨著企業全面走向市場化，經營和物流管理進一步深化，對外貿易結算、對內成本核算都較嚴格，使得流量計量顯得更加重要。而流量儀表數字化、智能化和計算機管理得到了廣泛應用，很多企業都建立了能源計量網，給流量計量的數據管理帶來很大方便。有效地管理流量計量數據，提高企業信息管理水平，是每一個企業應考慮的問題。根據計量管理體系的要求，應做好如下工作：收集、保管好隨流量儀表的設計、計算、制造、安裝的各種文件資料，建立流量儀表的技術（運行、檢定、證書等）檔案；實行計算機管理的，要對用于貿易結算、成本核算等重要數據進行備份，并實行分級管理，防止數據丟失，確保數據安全，這也是防止弄虛作假的有效手段；對用于結算、上報、上傳的流量數據，要有審核、審批手續，并根據管理體系的要求確定保存時間，做到數據上傳準確及時、數據共享、統計查詢、實時監控分析，為上級領導生產決策、貿易經營、解決計量糾紛提供有效的流量（計量）數據。

5 結束語

雖然現在有很多新型流量儀表出現，并在一定范圍內運行情況良好，但核心問題是它們沒有國家標準作為技術支持。特別是用于貿易結算，發生計量糾紛時，使用者承擔著一定的技術和計量風險。因此，有60%以上的氯堿企業使用差壓式流量計測量流量。從技術角度看，差壓式（孔板）流量計的孔板、孔板前后直管段、差壓變送器、顯示（積算）表、導壓管的正確設計計算、選型、調校、安裝等是十分重要的工作。從計量管理角度看，流量儀表是測量設備，還應從采購、流轉和報廢等方面進行管理。隨著國家節能減排的要求越來越高，流量計的壓損值得考慮，如差壓式（孔板）流量計，固有的缺點是壓力損失大，還沒有好方法解決。雖然有一些專家提出用內錐流量計，但它們的設計和制造目前沒有國家標準，給使用者帶來一定風險。有關論文指出，解決上述問題的方法是采用標準節流裝置中的噴嘴。因為在同樣流量及β值下，噴嘴壓損一般僅為孔板壓損的30%~ 40%且有國家標準作為技術支持。從流量儀表的發展趨勢和節能的要求看，電磁流量計、超聲波流量計、（科氏）質量流量計等在氯堿企業有廣闊的應用前景，但還應在穩定性上有所改進，價格上有所降低。為此，要積極探討各類新型流量儀表的性能，逐步使用技術先進、節能、安裝維護方便的流量儀表，以滿足氯堿流量測量的需求。

Measurement management of flow meter in chlor-alkali enterprises

XIE Hai-jin
(Anhui Hongsifang Co.,Ltd.,China National Salt Industry Corporation，Hefei 230011，China)

The notes of flow meter selection，installation and operation were discussed.The management requirements of personnel,systems,data and parity were put forward.The attention points to ensure the accuracy of flow meter was proposed.

flow meter;measurement management;selection;checking;maintenance

TQ114.26

B

1009－1785(2011)01-0036-04

2010-07-05