差壓式流量計小信號切除對蒸汽流量測量的影響研究

李繼華

國網吉林省電力有限公司電力科學研究院 吉林長春 130000

以某地區供熱集團公司為例進行分析，該公司官網供熱面積超過1500萬m2，蒸汽流量主要以專業標準孔板差壓式流量計計量分析，該流量計小巧、結構簡單，操作便捷，相關技術較為成熟[1]。而流量儀表中的小信號切除屬流量儀表工作特殊需求，通過小信號切除，可克服由于小信號導致的種種不良后果。而不同流量計原理不同，對應的小信號機理具有顯著差異，需對流量計小信號切除點科學設計，確保在蒸汽貿易結算中，合理計算，在流量計小信號切除點上用熱，顯示為零的情況下減少供熱方蒸汽損失。

1 概述

差壓式流量計原本多用于工業領域，在不同流量計中應用廣泛，且發展歷史悠久，是小信號切除技術應用最早的流量計[2]。無介質流動，則該變送器零點將發生漂移，導致流量計存在信號輸出（小信號），易被積算儀捕獲積算。介質正常流動，則該小信號可忽略不計，并不影響計量精度。為避免無介質下的誤流量造成積計大量誤計，需設置門檻，“切除”小信號。

以傳統差壓式流量計顯示瞬時流量，并積算，則流量計零漂，將導致設備實際顯示為零，但是仍然后流量示值。小信號切除則可完全解決該問題。

差壓式流量計輸入輸出關系平方根特性如下所示：

其中，q為流量示值，單位為kg/h（或m3/s），A△p為差壓信號，qmax則為流量測量上限，流量測量上限隨差壓信號的提升而提升。在流量逐漸趨向零的時候，曲線斜率dp/dA△p無限接近于無窮大，也就是說，流量零點具有不穩定性。傳統差壓式流量計精度等級在公司應用多為1．5級別，一定時間中，若差壓式流量計零點漂移在±1．5%，為正常范疇，漂移對應造成的流量值約為 12．2%。

提高差壓變送器實際精度后，差壓變送器零點漂移原性能大大提高。差壓式流量計為計量系統，差壓信號傳遞失真、流量積算儀誤差等也會發生零漂。當下，生產廠家將差壓切除點設置為0．75%，流量值為8．7%。現代化差壓變送器精度達到0．075級，差壓信號傳遞效率提升，小信號切除值降低到流量測量上限的2%，系統可穩定運行。

2 小信號切除及優化方式

對差壓式流量計進行小信號切除，可減少蒸汽供應方不必要的蒸汽計量損失，是解決流量計零漂、解決供應方和使用方矛盾的重要方式。雖采用小信號切除優化，但是設備儀器仍然存在零漂，但是此時使用者看不到零漂[3]。

就合理狀態下，不設小信號切除，發現測量滿足要求，此時不需要切除小信號。但是在實際使用中，測量總模擬器件零漂，發現零漂對流量計零點影響具有雙向性，差壓信號傳遞失真、振動對儀器造成煩擾等，都是差壓式流量計運行中存在的不確定因素，因此實際工作中必須切除小信號。

是否切除小信號，要以切除值的大小來決定，基本原則為，在確保達到最終目的前提下，需盡可能將切除值選擇的較小為宜。小信號被切除之后，節流裝置中，對應計量系統可輕易實現：主要是小信號切除后，在沒有差壓信號環境中，流量計量系統準確顯示小信號值，將該的信號操作設置為參數，在流量實際計算中將其扣除，則可減少小信號造成的誤差。

實際操作中，可以落實以下操作：

一方面將對應小信號及流量計算的各項參數設置在特定界面中，歸于同一界面，則在檢定、日常檢查中，可以留意到小信號的實際數值，為日后管理、查詢提供方便。

另一方面，在流量計算階段，差壓值可以將差壓變送器實際顯示的數值減去小信號值，得到準確的差壓值。

按照上述方式，對某地區供熱集團公司蒸汽計量收費的差壓式流量計對應積算儀進行優化設計，將傳統積算儀小信號切除點的固化計算進行優化，以當下積算儀小信號切除在0%-1%范圍內選擇性的設置。傳統積算儀小信號切除遵從國家JJG1003-2005《流量積算儀檢定規程》要求，該文件技術要求將計算方法固化至儀表，按照規定公式計算流量。通過對積算儀進行優化改進，其小信號切除點的設置可在允許范圍內自由設置，也就是說，可以針對實際蒸汽使用情況設置有針對性的小信號切除點位置，減少外界信號對積算儀的影響，同時也避免小信號影響計量數據。

經過此優化改進，比對改進設計。改進前，積算儀小信號切除點的差壓電流達到4．12mA，對應設計工況最大流量達到8．66%，通過此改進之后，數據變化較大。改進后小信號切除點在0%-1%范圍內自由選擇設置，一般情況下設置小信號切除點為0．5%，此時對應差壓電流為4．08mA，占正常工況下最大流量7．07%，小信號切除點合理降低，差壓式流量計由于小信號導致的計量損失大大減少，增量高達18．36%，蒸汽供應方的經濟損失大大降低，維護了其基本權益。

3 結語

綜上所述，在蒸汽公司實際流量計量系統中，其小信號切除是保證計量系統長期穩定運作的重要支持，為確保蒸汽計量精準性，需合理設置小信號切除，合理使用。差壓式流量計的小信號切除優化存在固定公式，需遵循JJG1003-2005《流量積算儀檢定規程》技術要求，在可以測量的小流量范圍中，找到最合適的點位，針對實際工作需求及現場條件，積極調試，設置切除點，避免小信號影響積算計誤差，給蒸汽供應公司造成嚴重不良后果。