氯碱企业流量仪表的计量管理

谢海金

(中盐安徽红四方股份有限公司，安徽合肥230011)

氯碱企业流量仪表的计量管理

谢海金

(中盐安徽红四方股份有限公司，安徽合肥230011)

论述了流量仪表在氯碱生产应用中的选配、安装和运行的注意事项，提出了人员、制度、数据和校验等方面的管理要求。多角度地指出了确保流量仪表准确性应注意的问题。

流量仪表；计量管理；选用；检定；维护

1 氯碱企业常用的流量仪表

1.1 氯碱企业生产的特点

氯碱企业生产过程的工艺及设备复杂，各设备之间多以管道相连。生产所需的原材料和产品多以液态、气态存在，大多有毒、有害、有腐蚀性、易燃、易爆，一些产品或中间体含有固体微粒的乳液或多种物质的混合液。由此可知，由于化工生产过程的复杂性和危险性，各种流量参数的测量是不可缺少的。

1.2 流量测量仪表的分类

流量可用体积流量和质量流量来表示，流量计是测量流体流量的的仪表，能显示和记录流体的瞬时流量值，也可累计某段时间内流体的总量。

常用的流量仪表可分为3大类。

（1）速度式流量计，以测量流体在管道中的流速作为测量依据来计算流量的仪表。主要有差压式流量计、变面积流量计、电磁流量计、漩涡流量计、超声波流量计、转子流量计和叶轮水表等。

（2）容积式流量计，以单位时间内所排出的流体固定容积的数目作为测量依据。主要有椭圆齿轮流量计、腰轮流量计、刮板式流量计等。

（3）质量流量仪表，检测流体在管道中流过的质量。其特点是测量精度高，测量过程中不受流体的温度、压力、密度、黏度等变化影响，是较为理想的贸易结算和精密计量控制的仪表。

2 流量仪表的选配

各种流量仪表测量方法都是建立在不同的原理上，各种流量仪表具有各自不同的特点和适用场合，要综合仪表本身的特点、对象特性、安装条件、使用环境以及经济性等绪多因素来选择流量测量仪表。流量仪表选配的总原则：差压式流量计，应根据《化工装置自控工程设计规定》中有关工程/设计规定，流量孔板工程设计标准可采用GB/T2624—2000。取压方式可采用法兰取压或角接取压。前后直管段必须满足一般规定，用于精确测量时，由制造厂成套供应；其他各类型的流量仪表的选配应本着《化工装置自控工程设计规定》中有关工程/设计规定的原则，认真阅读生产厂家提供的有关资料（产品选型样本、使用说明书等）进行设计、选型，以满足不同工况的需求。应注意的是，氯碱企业对流量仪表的防腐性和防爆性有特殊的要求和规定。

2.1 生产控制系统中的流量仪表

在氯碱生产控制系统中，流量调节是一种常用的控制方式。流量仪表提供控制系统的测量信号，流量信号的可靠性、稳定性是保证完成自控调节的关键，因此，流量仪表（信号）的选择应将可靠性、稳定性放在第一位。根据不同介质的测量控制可采用不同的流量仪表，对无腐蚀、洁净的流体，可选用孔板流量计或漩涡流量计；对有腐蚀的流体（酸、碱、盐）或含有固体颗粒的流体可选用电磁流量计；需要精确计量或控制的，可选用质量流量计、椭圆齿轮流量计。流量控制调节系统一般都采用调节阀控制管道出口（回流）的流量，而流量仪表对上、下游直管段都有一定的要求，为保证流量仪表测量的准确性，提高系统控制的可靠性，流量控制系统中的调节阀最好装在流量仪表的下游（大于10 D）处。近年来，由于变频技术的发展，流量控制系统可由流量仪表(或压力变送器)结合变频器组成，由控制调节阀改为控制电机转速达到控制流量（压力)的目的。此类流量计节能，且对流量仪表的准确度没有影响，值得推广应用。

2.2 流量仪表用于盘面指示和现场指示

在氯碱生产过程中，一些流量仪表不参与控制，只作盘面指示，供现场运行人员操作时参考，或现场加料显示流量，提醒操作人员。孔板流量计、电磁流量计、涡街流量计、金属转子流量计等配合数显仪表或记录仪表等均可实现。作现场指示用的，一般可选用玻璃管转子流量计，压力较高的可选用金属管转子流量计。此类流量仪表的选配以显示清晰、方便操作为主。

2.3 流量仪表用于贸易结算和成本考核

在氯碱企业中用于贸易结算、成本考核和主要次级用能单位和主要用能设备上的流量仪表，其测量精度应放在第一位，仪表的重复性和可靠性也是很重要的。根据不同介质和不同的交接节点可采用不同的流量仪表进行计量，要有瞬时流量指示和累加（积）流量显示。所选流量计量仪表应符合国标GB1767-2006《用能单位能源计量器具配备和管理通则》中的有关规定，对一些流量（蒸汽、天然气等）为强制性要求配备的计量器具，其准确等级要求亦是强制性的。需要指出的是，用于贸易结算的流量仪表尽可能采用有国际、国家标准支持的，一旦发生计量异议，有标准支持的流量仪表数据在解决计量异议方面最具有权威性。以孔板流量计为例，其最大特点是流量计有权威的标准为依据，检测件结构易于复制、简单牢固、性能可靠、使用期限长、压力及温度的使用范围宽、价格低廉、无须实流校准便可投用。

3 流量仪表安装、运行时应注意的事项

3.1 安装时的注意事项

正确安装才能保证仪表固有的计量特性（准确度）。安装人员要仔细阅读配管图和流量仪表的安装使用说明书，按技术规范要求和流量说明书中的技术指南去做有助于成功安装。

（1）安装前的检查和校准。在新安装的工艺设备管道上安装流量仪表，必须在管道吹扫干净后才可进行安装，二次仪表（包括差压变送器，各类转换、显示、累积仪）要进行校准，合格后方可安装。对节流元件（孔板），如果从设计、制造、安装过程都严格遵守标准规定，测量精度是有保证的。

（2）流量仪表远传（电）信号线尽可能远离动力线，防止电磁干扰。测量气（液）态流量要有排液（气）阀门。前后直管段要满足要求，并要注意管道上阻流元件的位置。流量仪表本体上标注的方向要和介质流动的方向一致。无论何种流量仪表最好不要装在离泵较近的管道上。对电磁流量计、超声波流量计等，要注意仪表附近是否有大的电磁干扰源（大电机、大型变压器等）。管道的振动对质量流量计和涡街流量计的测量影响很大。

（3）流量仪表与显示仪表、DCS卡件、转换等设备连接时，应注意输出负载电阻的匹配和信号转换。如果流量仪表输出是频率信号（椭圆齿轮流量计、涡街流量计等），输出信号与显示表或DCS相连，显示表或（DCS）卡件应是频率信号输入和频率信号卡件，最好中间不进行转换，以提高测量精度。还要注意输出信号的不同，与其他设备连接时，可采用三线制传输或二线制传输。

（4）如果测量需要温度、压力补偿，需要在传感器附近测压力和温度时，测压点应安装在传感器下游的3~5 D处，测温点应在传感器下游的6~8 D处。

总之，流量仪表的安装和验收必须符合GB50093-2002《自动化仪表工程施工及验收规范》中的有关规定。

3.2 流量仪表的准确度

流量测量系统安装完成并投入运行后，流量仪表的准确度与安装是否规范，运行的实际工艺参数与当初的设计情况是否一致等各种因素有关，多少会给流量测量系统带来附加误差。系统的准确度等级就不是测量结果的准确度等级（姑且称为现场准确度），而国标GB1787—2006中对流量测量系统准确度的要求是现场准确度，它是实验室准确度（产品铭牌上标注的准确度）与现场附加误差的合成。而现场附加误差与流量仪表是否规范安装、现场工况工艺参数、仪表运行的参数设置、温度、压力、流速等有关。为保证流量仪表的现场准确度，应注意如下几个问题。

3.2.1 规范设计、安装和良好的运行工况

为保证流量仪表的准确度，要从设计开绐，流量仪表在设计、选型和定货时，工艺（仪表）专业要向生产厂家提供准确的工艺参数和流体测量参数。由于（孔板）流量计的设计计算都有专业的计算机辅助设计（软件），设计计算十分方便，工艺参数越详细，越接近实际工况。流量仪表的规范选型是对今后的运行和测量准确度的保证。对工艺而言，良好稳定的工艺过程对保证流量仪表准确度具有重要的意义。

3.2.2 量程配套、差压信号开方和小信号切除

在氯碱企业，使用差压式（孔扳）流量计检测流量居首位，整套装置由节流装置和二次仪表（差压变送器和流量显示仪）组成，可由不同的厂家生产配套。因此，差压变送器和显示仪的量程要和节流装置量程一致，差压变送器的输出是没有开方过的信号，显示仪就要有开方功能，如果没有，中间环节要加开方器，由于差压与流量为平方关系，在流量下限测量，差压变送器的下限误差显著增加，使用显示（积算）仪或在流量控制系统中要注意小信号切除。

3.2.3 智能仪表和补偿公式的合理选择

由于计算机技术的发展和数字化、智能化仪表的出现，使流量测量的温度、压力补偿变得比较容易。流量信号与DCS、PLC组成流量测量系统时，因各公司开发的模块、软件（补偿的数学模型）不同而有不同的选择。智能化流量显示（累积）仪，参数的设定决定了补偿（公式）方式的选择，在设定时应注意压力、温度单位、小数点、标准状态等，以防选错。另外，影响流量测量准确度的还有湿度，如饱和蒸汽的测量，随着输送距离的增长，湿度的变化较大，对测量数据影响很大，但因技术条件所限，目前还无法解决，只能以供、需双方认同的流量系数对结算的流量数值进行修正。

3.2.4 保持仪表良好的运行状态

为保证流量仪表的准确度，应作好仪表的维护工作，发现问题及时处理，使仪表绐终运行在良好的状态下。还要从人员、制度、技术培训等方面着手，人员的培训和专业技术水平的提高也是计量管理的重要方面。

当发现流量测量有问题时，在排除仪表本身故障后，要从工艺过程及设备上找原因，分析工艺过程和设备是否有问题，人员是否操作不当，流量实际工况是否偏离设计工况甚大等。例如，工艺管道上安装的孔板，如果长期运行在超过设计的温度、压力、流速等情况下，会有孔板变形、口孔锐化等故障发生，使流量系数偏离标准值，这类故障一般较难发现，只有对测量数据的长期跟踪、分折才能作出判断，并要拆卸后才能作出最终判断，这类问题应当引起重视。

4 流量仪表的管理

4.1 人员和制度管理

流量测量系统的运行、维护和管理是一项技术性很强的工作，应安排有一定专业技术水平和计量管理知识的人员从事此顶工作。流量仪表的使用、维护、检定和管理应有相应的管理部门，各类人员各负其责，管理人员对外与上级计量主管部门进行信息沟通，解决贸易计量纠纷，对内宣传计量知识，调解内部计量纠纷。使用、运行维护人员要经过专业技术培训，持证上岗。值得注意的是，运行维护人员和抄表人员应分开，以示计量公正。特别是用于贸易结算和成本考核的流量仪表，应有专门的人员负责运行和维护。

人员的管理是建立在一定的管理制度基础上的，因此，要结合ISO010012：2000《测量管理体系—测量过程和测量设备》的要求，建立一整套完善的计量管理体系和制度，管理部门应制定《流量仪表运行管理制度》和《计量人员管理制度》，根据流量仪表的不同用途实行重点管理和一般管理。对用于贸易结算、成本考核和过程控制的流量仪表实行重点管理，其他的流量仪表实行一般管理。建立流量仪表的设备管理台帐，依据国家有关法律规定和检定规程编制《流量仪表的强检计划》和《流量仪表的周检（校准）计划》。对用于贸易结算的流量仪表，定期联系有资质的检定机构，依法进行强制检定（或送检），以保证流量仪表准确、合法的使用。对一般管理的流量仪表，为保证流量测量系统的准确性，应根据计划进行（示值）周检或校准，可根据不同的介质采用容积法、称重法和标准表法以保证其准确性和可靠运行。维护人员要进行专业技术培训，学习有关计量方面的政策、法规，提高技术和业务水平。

4.2 维护和管理

虽然流量仪表可靠性较高，但要确保流量仪表准确、稳定运行，日常维护工作是不可少的。在氯碱企业，由于测量介质的不同，各种类型的流量仪表使用较多，对维护和管理提出了更高的要求。由于各类流量仪表的测量原理不同，有不同的结构形式，安装、维护人员需要了解各种流量仪表的测量原理、结构、特点以及流量信号转换过程中的各环节，认真、仔细阅读产品使用说明书，按要求进行安装和维护，以保证流量仪表的正常运行和精确测量。流量仪表维护人员每天要对所管辖的仪表进行认真的巡回检查，定期排污（气），定期进行系统维护，及时处理故障，利用系统计量运行的间隔对系统一、二次表的机械、电气零位进行校准。在有可能、有条件的情况下，可对流量系统的示值准确性进行比对校验，常用的有物料平衡法、热量平衡法和设备能力估算法，同时，应作好累计流量数据的记录，防止数据丢失。要经常分析流量计量数据，若发现偏离正常计量值，要及时查明原因，如属仪表故障，要及时处理；属工况偏离设计值，可根据计量结果对系统进行参数调整或系数修正。要结合企业每年的设备系统大修，及时合理地安排计划检修、周检（校准）、强检工作，以保证流量仪表始终运行在最佳工作状态。

4.3 数据管理

随着企业全面走向市场化，经营和物流管理进一步深化，对外贸易结算、对内成本核算都较严格，使得流量计量显得更加重要。而流量仪表数字化、智能化和计算机管理得到了广泛应用，很多企业都建立了能源计量网，给流量计量的数据管理带来很大方便。有效地管理流量计量数据，提高企业信息管理水平，是每一个企业应考虑的问题。根据计量管理体系的要求，应做好如下工作：收集、保管好随流量仪表的设计、计算、制造、安装的各种文件资料，建立流量仪表的技术（运行、检定、证书等）档案；实行计算机管理的，要对用于贸易结算、成本核算等重要数据进行备份，并实行分级管理，防止数据丢失，确保数据安全，这也是防止弄虚作假的有效手段；对用于结算、上报、上传的流量数据，要有审核、审批手续，并根据管理体系的要求确定保存时间，做到数据上传准确及时、数据共享、统计查询、实时监控分析，为上级领导生产决策、贸易经营、解决计量纠纷提供有效的流量（计量）数据。

5 结束语

虽然现在有很多新型流量仪表出现，并在一定范围内运行情况良好，但核心问题是它们没有国家标准作为技术支持。特别是用于贸易结算，发生计量纠纷时，使用者承担着一定的技术和计量风险。因此，有60%以上的氯碱企业使用差压式流量计测量流量。从技术角度看，差压式（孔板）流量计的孔板、孔板前后直管段、差压变送器、显示（积算）表、导压管的正确设计计算、选型、调校、安装等是十分重要的工作。从计量管理角度看，流量仪表是测量设备，还应从采购、流转和报废等方面进行管理。随着国家节能减排的要求越来越高，流量计的压损值得考虑，如差压式（孔板）流量计，固有的缺点是压力损失大，还没有好方法解决。虽然有一些专家提出用内锥流量计，但它们的设计和制造目前没有国家标准，给使用者带来一定风险。有关论文指出，解决上述问题的方法是采用标准节流装置中的喷嘴。因为在同样流量及β值下，喷嘴压损一般仅为孔板压损的30%~ 40%且有国家标准作为技术支持。从流量仪表的发展趋势和节能的要求看，电磁流量计、超声波流量计、（科氏）质量流量计等在氯碱企业有广阔的应用前景，但还应在稳定性上有所改进，价格上有所降低。为此，要积极探讨各类新型流量仪表的性能，逐步使用技术先进、节能、安装维护方便的流量仪表，以满足氯碱流量测量的需求。

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