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大型化纖企業(yè)流量儀表的選型與應用

作者：孔祥杰  
單位：儀征化纖股份有限公司給排水廠機動科

【摘要】 介紹了儀征化纖股份有限公司給排水廠的幾種流量計的實例和使用狀況，并簡要地介紹了這幾種流量計的性能特點和發(fā)展趨勢，以及在使用中的心得體會和經(jīng)驗教訓。根據(jù)平時的檢修和維護實際情況，簡單地對這些流量計作了應用評價了，指出了實際應用中應該注意的一些方面和選型中應把握的原則。以期得到同行的批評和指正，更好地在工程實踐中使用好、維護好流量計，為企業(yè)為裝置的正常生產(chǎn)和運行提供保障。
【關(guān)鍵詞】  電磁流量計；差壓流量計；渦街流量計；超聲波流量計；明渠流量計

1  引言
儀征化纖給排水廠是國家特大型企業(yè)中石化儀征化纖股份有限公司的公用工程廠，承擔著整個廠區(qū)和生活區(qū)的生產(chǎn)、生活水的制造和輸送及生產(chǎn)、生活污水的處理與排放，作為控制和水量結(jié)算的單元，流量計有著廣泛的應用。從建廠初始到現(xiàn)在，陸續(xù)使用了各種形式的流量計，其中有使用效果較好的，也有一般的，更有很差的。現(xiàn)在總結(jié)一下應用體會，以期今后更好地使用好流量計。

2  流量儀表的現(xiàn)場應用
下面就分種類介紹一下所使用的各型流量計。
2.1  電磁流量計
建廠初期，使用了上海光華儀表廠的LD型系列的電磁流量計，由于是八十年代初，它的轉(zhuǎn)換器部分還是用了由電子分立器件組成的單元電路板，再加上變送器是采用正弦波勵磁方式，因此存在著易飄移、易干擾、維修量大，后期，由于廠家不再生產(chǎn)此型號的產(chǎn)品，備件無法購置，逐步逐步地將此型流量計報廢了。
八十年代中期，二期工程選用了開封儀表廠引進英國KENT公司專利技術(shù)的Veriflux型電磁流量計，它采用雙脈沖勵磁方式，抗干擾能力強，性能穩(wěn)定，使用至今一直令人滿意，故障較少發(fā)生，備件備品供應很好。以至后來的污水三期工程所用電磁流量計也全部選用該型流量計。
近年來一些新型的電磁流量計也得到了應用，如上海橫河電機公司生產(chǎn)的ADMAG型AE系列、科隆公司的IFM系列，丹麥丹福思公司的MAG系列電磁流量計，由于它們具有性能穩(wěn)定、精度高的特點，大量地應用在控制和關(guān)口上。特別是使用在污泥脫水加藥控制及排泥系統(tǒng)上的橫河電機公司生產(chǎn)的AE型電磁流量計，它的變送器中采用了雙頻勵磁，在電磁流量計導管內(nèi)形成一個具有高頻和低頻兩重成分的雙頻電磁場，高頻成分勵磁抗介質(zhì)噪音，低頻成分勵磁具有極佳的零點穩(wěn)定性。每一個頻率周期均對兩種成分的信號進行檢測，將檢測到的信號進行數(shù)字化合成運算，即得到流量信號。這種設計原理保證了該型流量計的穩(wěn)定使用和精確度。它的轉(zhuǎn)換器是帶CPU芯片的智能型轉(zhuǎn)換器，用戶可以根據(jù)自己的需要，在線修改參數(shù)，自由組態(tài)，并能自動地檢測故障，判斷儀表好壞，特別是能檢測勵磁線圈和電極的情況，這種類型的流量計使用方便，基本達到了免維護、免檢定的程度。
應該說，智能型流量計是流量計使用的方向，特別是大管道，大流量的使用場合，流量計檢定極不方便的情況下，智能型電磁流量計能顯示出極大的優(yōu)越性。
2.2  差壓式流量計
這種類型的流量計通常是節(jié)流元件配合差壓變送器使用的。在給排水廠有兩種形式的流量計：即孔板配差壓變送器和噴嘴擋板配差壓變送器，應用在蒸汽計量和沼氣計量上。這類流量計使用可以說，給儀表維護人員帶來了很大的工作量，儀化公司的蒸汽使用有很大的特點，冬季由于供暖，流量大，別的季節(jié)量小，也就是說，流量計的量程比要大，配套的孔板相應地也必須隨量程而變，冬季用大口徑的孔板，停止供暖后，必須換小口徑的孔板，相應地要改變差壓變送器的量程，否則會造成很大的計量誤差。這類表，由于中間環(huán)節(jié)太多，如：孔板環(huán)室、導壓管、截止閥、三閥組、冷凝罐等，因此，安裝不好，易泄漏，加上，制孔板時的出廠參數(shù)易在管理中出現(xiàn)問題，人為地造成測量誤差。對這些介質(zhì)密度受溫度、壓力變化較大的流體，要想測量準確，除了注意上面的環(huán)節(jié)，還必注意加上溫壓補償。盡管，現(xiàn)在市場上為了解決孔板內(nèi)漏而生產(chǎn)出一種一體化孔板流量計，但是，還是存在中間環(huán)節(jié)多，尤其在關(guān)口表上，為防止給生產(chǎn)和貿(mào)易結(jié)算上帶來麻煩和損失，不宜使用此類流量計。
2.3  渦街流量計
有兩種形式的渦街流量計：小口徑的滿貫式和大口徑的插入式，主要用在壓縮空氣和鼓風風量控制上，分別是上海自儀九廠YF型和寧夏銀河儀表廠3620型。，該儀表須勤維護，有一次，廠外污水提升泵站有一臺用于壓縮空氣貿(mào)易結(jié)算的流量計流量較平常量大，還經(jīng)常超量程，工藝上也沒有大的調(diào)整，工藝分析是不正常狀況，檢查儀表，先校驗轉(zhuǎn)換器，零點、滿點正常，中間點也正常，檢查渦街發(fā)生體的引線正常，附近也沒有什么明顯的干擾源，好象沒有問題，但是流量不應該這么大，一時不知怎么解決？后來將變送器從管線上拆下來，仔細觀察，才找到問題所在：原來是在渦街發(fā)生體根部有一小塊橡膠狀的東西，緊緊地粘在上面，相當于在正常的流量壓力下附加上了一個額外的壓力，所以流量也就比正常的量大了。用酒精仔細將橡膠狀的東西清除掉后，儀表才恢復了正常。
上自九廠的YF型由于是引進日本橫河電機公司的產(chǎn)品，產(chǎn)品質(zhì)量相對較好，抗干擾能力強，近年來，該型儀表智能化程度加大，儀表應用比較方便。相對來講，寧夏銀河儀表廠作為一個生產(chǎn)渦街流量計的老企業(yè)，產(chǎn)品更新?lián)Q代的速度較慢，產(chǎn)品質(zhì)量還行，但抗干擾能力差。
2.4  超聲波流量計
超聲波流量計是近十來年發(fā)展起的一種新型流量計，應用較為靈活、特別是外夾式的比較方便，量程比寬，安裝使用不須切斷管道，不影響生產(chǎn)正常進行，適合于大口徑的應用場合，使用原理有時差式，也有多普勒式。主要看測量介質(zhì)的狀況。
時差式的超聲波流量計的應用，有引進國外的，也有國產(chǎn)的。在關(guān)口表計上用了美國康創(chuàng)公司的990型超聲波流量計，只要安裝的管段情況正常，該流量計安裝使用特別方便，精確度也較高，性能也比較穩(wěn)定。近年來，由于使用時間較長，儀表的一些部件陸續(xù)出現(xiàn)故障，美國廠家也停止生產(chǎn)該型流量計，給維新備件供應帶來了一些麻煩，好在公司附近南京有該儀表的國內(nèi)代理商，因此目前還能維持。下一步打算更新成康創(chuàng)公司的改進產(chǎn)品1010型。
另外從九三年起還使用了國產(chǎn)的超聲波流量計，性能不穩(wěn)定，效果不算理想，首先，安裝就不如國外的，有的流量表還必需借助輔助儀器才能安裝使用，如：早先南京船舶研究所生產(chǎn)的DCHL-3型，十分不便。其次，精度也較差。在這方面，南京信卓科技公司生產(chǎn)的XZ-1008型超聲波流量計，就有了較大的改進，它的精度為1級，比一般超聲波流量計精度高，人機界面中文化，便于儀表人員操控，安裝較快捷方便。盡管這樣，國產(chǎn)的超聲波流量計還有很大的改進余地，用鋼絲繩作為換能器的夾具對長時間使用是不合適的，因為大口徑管段基本上都在地下井中，環(huán)境比較潮濕，對設備腐蝕性大。儀表性能也必須提高。
外夾式的超聲波流量計，它對測量管段的要求比較高：表面須平整光滑，內(nèi)襯完好，不能有夾層。有一次，儀表維護人員在檢修一臺生產(chǎn)污水超聲波流量表時，反復改變安裝位置，就是找不到測量點，但是，儀表在別的位置上能正常使用，懷疑管道被酸性的生產(chǎn)污水長期腐蝕造成內(nèi)壁空夾，超聲波被空夾的積聚氣體衰減，而不能別下游換能器接收。將安裝位置的管段更換了一節(jié)，換下來的管子發(fā)現(xiàn)內(nèi)襯多處起殼，腐蝕嚴重。再在新管段上安裝儀表，一下就好了。
近年來，生產(chǎn)廠家為了克服管段對儀表測量的影響，生產(chǎn)出了插入式的超聲波流量計，就是將換能器探頭直接伸入到管子內(nèi)，這就需在管子上帶壓打孔，并且探頭安裝后密封性要好，否則要影響管道狀況。因為怕影響生產(chǎn)的正常進行，我們一直沒敢嘗試使用插入式超聲波流量計。
2.5  明渠流量計
在給排廠不滿管和開口渠的地方進行計量采用了明渠流量計，它是從丹麥丹佛斯公司引進的EM型，是一固定尺寸的巴烯爾槽加一個超聲波液位計和電子轉(zhuǎn)換部件組成，通過液面的高低變化來間接反映流量的大小變化，只要將超聲波液位計校驗準確，就能保證流量計系統(tǒng)的使用。由于超聲波液位計性能較好，所以該型儀表使用多年，一直較穩(wěn)定。
當然，現(xiàn)在對于不滿管的流量測量，可以使用新型電磁流量計，也可以選用測液位和測速度結(jié)合起來的超聲波流量計。

3  應用評價
3.1  這幾種流量計的應用情況比較
從儀化水廠這些年的流量計實際使用情況和維護情況來看,特別從維護量來比較,電磁流量計占總流量計維護量,以前占60%,現(xiàn)下降到10%不到；差壓流量計現(xiàn)占大頭，約50%；渦街流量計占30%；超聲波流量計約占10%（主要是國產(chǎn)表）；明渠流量計幾乎沒有什么維護量。
從實踐中，在安裝、使用操作、智能化程度、維護、校驗幾方面來比較，總結(jié)如下：
種類    安裝    操作使用    智能化程度    維護量    校驗
電磁流量計    困難    一般    逐步提高    逐步減少    逐漸方便
差壓流量計    困難    不便    差    大    麻煩
渦街流量計    一般    一般    逐步提高    中等    不便
超聲波流量計（進口）    簡單    方便    高    小    方便
超聲波流量計（國產(chǎn)）    一般    一般    逐步提高    大    一般
明渠流量計    一般    方便    一般    小    方便
3.2  工程選用上應注意的問題
（1）設計選型時要準確了解所測介質(zhì)和管道材質(zhì)。
（2）精度要求應看應用場合，避免精度浪費。
（3）安裝必須保證流場的均勻分布，避免產(chǎn)生渦流和亂流，也就是通常所說上下游直管段要保證。
（4）應考慮氣體干擾（非氣體介質(zhì)）
（5）應考慮流體臟污結(jié)垢對測量的影響。

4  結(jié)束語
可以說，儀化給排廠對于流量計使用有一定的經(jīng)驗和教訓，現(xiàn)在也還在總結(jié)摸索，而事實上流量計的應用和準確測量應該說到目前為止還是一個難題，要結(jié)合實際，合理使用，總的原則是：工業(yè)生產(chǎn)場所必然會選用現(xiàn)場使用便捷，操作簡單，智能化程度高，性能穩(wěn)定，維護量小，備件供應及時的儀表。這就要求生產(chǎn)流量計的廠家努力研發(fā)出符合這種要求的好的產(chǎn)品，為企業(yè)為裝置的正常生產(chǎn)和運行提供切實的保證。

參考文獻
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