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浅谈如何让高精度质量流量计发挥高精度的作用

浅谈如何让高精度质量流量计发挥高精度的作用
 
张雪松(大庆石油化工总厂计量检定测试中心,大庆 163714)
 
[摘 要]本文简要介绍了为何要采用高精度的    质量流量计、高精度质量流量计在使用过程存在的一些问题及如何使高精度的质量流量计发挥高精度的作用的一些经验和体会。
     [关键词]质量流量计 误差 模拟信号在科学技术高速发展的今天,各行各业都在不断进行技术改造,更新设备,上高精度的质量流量计,他们这么做是为了什么呢?不言而喻,他们都是在潜移默化做着一项工作,那就是降低成本,增加产量。也就100%的投入要生产出100%的高质量的合格品。因而高精度的质量流量
计成为各生产厂家的首选仪表。在线的高精度质量流量计的数量突飞猛进。然而,高精度的质量流量计发挥了高精度的作用吗?这恐怕你就不知道了。你一定说:我都用上了,那怎么不是高精度,这里我们就谈谈这个问题。
一、        采用高精度质量流量计会带来可观的经济效益
各个企业都在上高精度的质量流量计,采用高精度质量流量计确实能带来可观的经济效益。
在此,我举二个例子,以证明高精度质量流量计的作用。
第一个是某腈纶厂聚合车间用于测量βME的流量计,βME是进聚合釜生产腈纶丝的主要原料,所以流量计的示值准确与否至关重要。原来该车间采用的是日本OVAL的椭圆齿轮流量计,标牌是0.5级。但实际标定为1.0级,而在使用时,由于介质不够纯净,有时就把齿轮卡住,无法计量,更谈不到达到椭圆齿轮流量计本身的精度等级,显然,产品质量也无法得到保证,至使腈纶厂的厂区内到处都是废丝,给腈纶厂造成很大的损失。后来在我们建议下,他们采用了美国ROSEMOUNT公司的0.2级质量流量计,产品的质量立刻达到了工艺指标。现在腈纶厂的厂区内花团锦簇,绿草如萌,充满了生机。并且他们还开发出新的产品,从这个事情之后,计量在腈纶厂倍受重视,计量仪表都得以更新和提高,腈纶厂的效益也蒸蒸日上。
另一个是某家不大的生产液化气的企业,原来他们厂都用地中衡进行贸易结算,有一次,这家企业的厂长来我们这里,给我们讲了一下他们厂的情况,让我们给出一些好的办法,我们建议他们安装二台0.2级的质量流量计进行贸易结算,安装二台0.2级的质量流量计要花费20多万元,这些钱对他们厂来说还真不算是小数目。厂长决心试一下,结果在年底结算时,多赢利了250余万元(其它的条件都和原来一样)。从此,这位厂长对计量特别重视,计量检定,计量仪表更新都放在了首位。为什么?计量产生效益。
二、高精度质量流量计在使用过程存在的几个问题
计量产生效益,然而,并非所有的高精度的质量流量计都发挥了高精度的作用,一些生产厂虽然采用了高精度质量流量计,但由于使用不当,使高精度质量流量计变成了低精度,有的甚至无法使用。给企业带来了很大的经济损失。
某化工厂有一台DN25CMF型质量流量计,从流量计本身来说,这一型号是ROSEMOUNT蕞稳定,精度蕞高的,但现场无法使用,为什么?就是由于没有按照说明书的要求进行安装,十多米长的管线上质量流量计在那荡秋千,并且流体是液体而质量流量计还倒着安装。这样的流量计又怎么能起到高精度的作用呢?
某公司有台同型号的质量流量计,流量计和计算机都工作正常。可是质量流量计显示的流量和计算机显示的流量就是对不上,查了好长时间都找不到原因,差量问题一直得不到解决。
后来我们经过仔细的分析、研究才找到了问题之所在。
其原因是一般情况下,质量流量计都是与计算机联用,并且99%以上计算机采用的都是流量计的模拟信号(即4~20mA),所以模拟信号的准确就影响到计量的准确。由于质量流量计输出的是频率信号。因此我们使用的模拟信号中间又有了一个转换,这就是造成用户计量不准的主要原因。可是用户自己还不清楚。
某炼化公司有一台质量流量计也存在此问题,该台质量流量计的频率输出正常,而计算机显示的示值却与实际相差悬殊,后来才发现问题就出在模拟输出上。原来流量计的满量程输出为20mA,而实际输出为16mA,所以计算机那边就以16mA进行计算付量。而不管你如何加大流量,质量流量计示值也不再跟踪,这就造成计算机接收到的数据和实际流量相差甚远。
假定该台质量流量计的量程为0~5t/h。也就是说,无流量时,模拟输出为4mA;流量为5t/h时,模拟输出为20mA,而它实际输出为16mA,当实际流量为10t/h,它实际输出还是16mA,给计算机一个假值。
假设管道中的流量正好是5t/h,那么误差有多大?它的相对误差计算如下:
        
                                       E=((20mA-4mA)-(16mA-4mA)}/(16mA-4mA)*100%=33.33%
        
要是管道中的流量超过5t/h,那么误差将会更大。所以此台质量流量计的0.2级的精度等级根本无从谈起。
在多年的检定工作中,对这些质量流量计有个初步了解。
通常,质量流量计在使用时,满量程时模拟输出大多数在19.60mA~19.96mA(或20.04mA~20.40mA),即满量程误差在±2.5%~±0.25%。零点一般在3.95mA~4.05mA之间,个别的要超出这个范围,所以,零点所带来的满量程相对误差为:
 
                  (3.95-4)/16*100%=-0.31%    或:  
 (4.05-4)/16*100%=0.31%

       若是在25%满量程的流量点下,误差:

                  
(3.95-4)/4*100%=-1.25%    或: (4.05-4)/4*100%=1.25%
 
以上数据充分说明,高精度质量流量计所用精度也只不过在2.5%~0.25%之内(不含零点所带来的误差),没有达到高精度指标。
这一问题又如何解决呢?在多年的检定工作中,我们总结出一个经验,那就是要想使质量流量计的精度等级达到0.2级或更高,一定采用流量计频率输出作为计算机的输入信号,如用模拟信号的必须对流量计的模拟信号进行检定。
再有就是“大马拉小车”,这也是很普遍的现象。比如:用DN50口径流量计去测量1t/h的流量,将会产生较大的误差,0.2级的质量流量计变成了1.0级(有的甚至达不到1.0级,或者根本就无法使用),这是花了高价钱,做了低价使用,同样会带来很大经济损失。
三、如何使高精度的质量流量计发挥高精度的作用
到此,也许有人会问:如何让高精度的质量流量计真正发挥高精度的作用呢?
下面我们就重点谈谈这个问题。
1、 选型(这里仅限于和精度有关的量程选择,防爆、耐压等略)。
在选型时首先要确定工艺流量,然后根据工艺流量选择流量计的口径,工艺流量的上限应不低于流量计设计上限的70%。只有这样才能保证流量计在蕞佳的状态下运行。从而确保流量计的精度。另外,工艺管线的口径一定要和流量计的口径一致,否则也会带来误差。
2、质量流量计安装环境的选择
⑴质量流量计应无应力地安装在管线上,前后直管段应为前10DN,后5DN,在靠近质量流量计的两侧应有支架。并且质量流量计前后还必须安装截止阀(以备拆装及质量流量计调零之用)。
⑵质量流量计的安装位置必须远离振动源和磁场(如大型电机、大型振动源附近)。
⑶质量流量计必须接地线。传感器产生的流量信号非常微弱,通常为微伏或毫伏级,因而防止外界电磁干扰是用好质量流量计的一个重要的因素。
1、流量计在标定之后,决不能更改参数指标,否则会使质量流量计计量失准。
2、质量流量计在正常安装情况下,无需再做任何调整。
3、质量流量计正常投用后,先关闭出口阀门,再关闭入口阀门,看流量计指示是否为零,为零,那么流量计一切正常,否则,要找专业检定人员进行调整。
以上是我们在多年的检定工作中的一点体会,在此只想起到一个抛砖引玉的作用,真正用好质量流量计,让高精度的质量流量计真正发挥高精度的作用是我们共同的目标。