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在线校准在流量计的计量性能分析中的应用

来源: 作者: 发布日期:2021-04-08

 摘要:基于污水中所含有较多杂质,阐述现场在线校准过程中的外部因素影响,包括污水介质特性、现场安装管路条件、超声流量计的重复性及再现性、校准方法过程产生计量误差的影响。

 
引言
在具体的在线校准试验过程中采用1.0级夹装式时差法超声流量计作为主要的标准对比表,选择测试的计量表为管道大口径流量计,测量过程中需要花费25min左右。在选择在线校准方法的时候可以参考《电磁流量计检定规程》《管道式电磁流量计在线校准要求》。就目前大部分现场安装管路条件对校准结果的影响情况来看,其范围为±4%到±5%,对校准结果的准确性有着较为严重的影响,例如,由于现场条件的问题导致超声流量计无法夹装在阻力件前,为此导致出现误差的可能性增大,测量结果上需要附加由于流场不均匀导致的测量误差。
 
1 国家或行业的标准配备
目前,我国的相关法律规定,对于能源使用企业的排污情况做出明确的规定,要求能源使用企业在生产过程中注重污水的处理,根据国家的排污标准和要求使用配套的排污计量器具。为此,根据我国《用能单位能源计量器具配备和管理通则》的相关规定来看,整合其要管理通则和配备要求,对用能单位水量计量的水流量表配备做出一定的要求,其具体要求主要集中于钢铁、纺织、煤炭、化工等方面,从这几个方面校准污水用流量计的计算,通过对大部分进出用能单位水量计量,做出相关条款的要求,对于管径方面,管径不能过大,通常情况下对管径的大小进行范围划分,确定不大于250mm的为2.5级,而管径相对较大的超过250mm为1.5级。
 
对于不同行业所设置的水量计量细分有着一定区别,火力发电、金属冶炼和石油化工企业对划分的水量计量比较简单,分为纯净水、污水和热水,水量计量的规定主要取决于对计量器具精确度和准确度的等级要求,大部分污水计量的水流装置的口径大小为2.5级。现阶段,我国以《用水单位水计量器具配备和管理通则》为基础的相关规定只能适用于独立核算的工业企业,用水单位只能以此为标准进行参考执行。根据工业污水的特殊性质,为了保证污水用流量计量的实际效果,通常情况下采用非接触式明渠流量计配合专门的堰、槽进行实际流量测量。所以,该项标准对于污水计量器具配备的准确度有等级要求,主要作为明渠堰槽流量计的标准判断,所考虑的范围较小。
 
通过上述分析和研究结果俩看,可以说污水处理计量系统的选择通常情况下不超过1.5级,大部分选择0.5级或1.0级的管道流量计,相较于我国标准配备要求有一定优越性。但是,在目前在线校准的试验结果来看,存在一定的不确定评定分析,测试结果表明污水处理流量计量系统的准确度远远不达标,非常终等级确定为2.5级,可以说现阶段的在线校准方法的测试结果无法满足国家规定的标准和具体要求。
 
2 在线校准试验结果分析
一般情况下,管道式大口径流量计的在线校准方法为标准表比对法,这种方面在校准过程中的运用步骤较为简单,也可以利用蓄水池作为测量容器的液位落差法和检测电气参数法,这两种方法的运用范围更为广泛,以上方法在《管道式电磁流量计在线校准要求》做出明确的要求和标准,能够有效提高在线校准的准确性,但是,在实际校准过程中由于污水流量计量范围的限制需要采用其他验证方法,例如,较为常见的物料平衡法、热量平衡法、设备能力法和流量增量验证法等。在近几年相关技术和方法发展过程中,出现非实流法校准液体超声流量计的现场校准方法,这种校准方法的关键在于声速,通过对声速的测量实现液体超声流量计的现场校准,这种校准方法适用于特大口径的流量计,并在我国所颁布的《非实流法校准液体超声流量计校准规范》中做出明确的规定和详细的要求。在具体的在线校准试验过程中采用1.0级夹装式时差法超声流量计作为主要的标准对比表,选择测试的计量表为管道大口径流量计,测量过程中需要花费25分钟左右。在选择在线校准方法的时候可以参考《电磁流量计检定规程》和《管道式电磁流量计在线校准要求》。
 
另外,在实际校准过程中不可避免误差的出现,通常情况下计量误差根据流量计的试验结果而定,从目前测验的误差情况来看,总的来说误差保持在±5%左右,误差的出现是正常的,但是要保证误差在合理的范围内,实际测试过程中也有出现超过±10%的误差,甚至非常大的计量误差接近±20。出现如此大的误差的原因在于选择的流量计存在选型的问题,实际管道流速与流量计的流速不匹配是选型问题的主要表现,实际流速超过流量计流速的下限,还有部分管道的安装不合理、不规范导致流通过程中受到阻碍,直管段不足也直接影响流量计的校准,对于这些问题造成的误差需要进行及时有效的改造,除此之外,还有现场在线校准过程中的外部因素的影响,其影响因素可以从以下几个方面进行分析。
 
 2.1 污水介质特性的影响
污水中所含有的杂质较多,其中还包括大量的化学用品、生物物质等,还有部分污水在处理后含有一定的活性污泥,这些污水介质对电磁流量计等设备的正常运行有着一定影响,对在线校准的准确性有一定阻碍作用。另外,污水中还含有一定量的杂质和漂浮物,导致电导率不容易控制,出现电导率不稳定的情况,促使电极端子在正常工作过程中时间较短,无法持续有效工作。这样一来,使得所有的接触式测量方法在测试校准过程中随着时间的推移导致准确性发生严重变化,导致计量的结果不够准确有效,甚至造成设备停用的问题。污水的介质特性直接决定其对测量结果的影响,由于具有重力流导致在自由的条件下容易形成非满管流,这样一来,导致管道中容易出现大量的气泡,这些气泡从一定程度上占用管道的空间,对于电磁流量计和夹装式时差法超声流量计测量结果有着较为严重的影响。
 
2.2 现场安装管路条件的影响
在现场在线校准的过程中由于现场安装条件的问题无法满足超声流量计夹装的基本条件,导致流场的分布不均匀,测量范围容易出现偏差,促使测量结果不准确。就目前大部分现场安装管路条件对校准结果的影响情况来看,其范围为±4%~±5%,对校准结果的准确性有着较为严重的影响,例如,由于现场条件的问题导致超声流量计无法夹装在阻力件前,为此导致出现误差的可能性增大,测量结果上需要附加由于流场不均匀导致的测量误差。
 
2.3 超声流量计(标准表)的重复性及再现性的影响
由于超声流量计的重复性及再现性导致界定范围出现问题,对校准结果的影响范围为±3~±4%,这部分的影响虽然较小,但对于1.0级的标准表来说有着一定影响。
 
 2.4 由校准方法过程产生计量误差的影响
在采用夹装式超声流量计进行在线校准的过程中,需要在使用前测量管道内径的大小,还需要确定管道所采用的材料的特性,是否有特殊材料作为内衬,将相关信息并输入到转换器中。在实际试验过程中,由于管道自身因素的影响导致在线校准结果的准确性出现问题,管道自身的问题主要集中于壁厚、内径测量参数和内衬选择等方面。就相关实际试验结果来看,如果将管道内壁的厚度减少0.5毫米,那么测量结果将偏移 0.37%,而内衬材料的变化对测量结果的影响范围主要为±0.5%~±0.7%。
 
3 结语
污水介质对电磁流量计等设备的正常运行有着一定影响,在线校准过程中需要保证其结果的准确性,为此要求校准方法的有效性和合理性。根据我国对《测量仪器特性评定》的相关规定来看,对误差符合的标准做出明确规定。由于污水特性的营造,在污水流量流量计量的时候需要根据污水性质选择合适的误差标准参数。

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