石化行業(ye)的蒸汽、天(tiān)然氣、通用(yong)氣體及水(shui)等介質,廣(guang)🌐泛采用标(biāo)準🧑🏾🤝🧑🏼節流裝(zhuang)置流量計(jì)進行計量(liàng)或過程控(kong)制,占🚶全部(bu)在用流量(liang)儀表的60%左(zuǒ)右。爲保證(zhèng)計量的正(zheng)确率，真正(zheng)實現從數(shù)據中要效(xiào)益,這些儀(yí)表需要定(dìng)期檢定或(huò)校準,但由(you)㊙️于生産裝(zhuāng)置長期連(lian)續運行,流(liu)量計無法(fa)離線送實(shi)驗室♍檢校(xiao)。
1現場校準(zhǔn)與核查的(de)開展.
1.1理論(lun)基礎
标準(zhǔn)節流裝置(zhi)流量計在(zai)線核查與(yǔ)校準是把(bǎ)計量系統(tong)中各組成(chéng)部分整合(hé)爲一個整(zhěng)體來進行(hang)評估确認(ren),從而保證(zheng)整個計量(liàng)系統的正(zheng)确率。計量(liang)系統的組(zu)成部分主(zhǔ)要包括:一(yi)次元✍️件(節(jiē)流裝置),二(er)次儀表(流(liú)量積算部(bu)分)以及變(bian)送器(溫度(dù)、壓力、差壓(yā))。
标準節流(liu)裝置流量(liàng)計備受國(guó)際流量界(jie)重視。
2016年國(guo)家質檢總(zǒng)局發布了(le)JJG1003--2016《
流量積算(suan)儀
檢定規(guī)程》"，該規程(chéng)重點是把(ba)流量積算(suan)儀表與流(liú)量🔱變送器(qì)🔴、被測⭐流體(tǐ)物性緊密(mì)結合,對二(er)次儀表(包(bāo)括DCS、PLC等流量(liàng)顯示設備(bei))檢🍓定的理(lǐ)論值,依據(ju)标準給出(chū)的數學模(mo)型進行😍流(liú)量計算,規(guī)範了流量(liang)積算儀的(de)檢定和使(shǐ)用。
流量計(ji)量系統組(zǔ)成的其他(tā)部分:
溫度(dù)變送器
、
壓(ya)力變送器(qi)
、
差壓變送(sòng)器
也均有(yǒu)各自的檢(jian)定規程可(ke)依據。這些(xiē)都爲開展(zhan)标準節流(liu)裝置流量(liàng)計在線校(xiào)準提供了(le)理論基礎(chǔ)。
1.2現場基本(běn)情況
利用(yong)檢修窗口(kǒu)期,選擇現(xian)場需要流(liú)量校準的(de)39台流量計(ji)進☁️行👄試驗(yàn)性在線校(xiào)準與核查(cha)。按照流量(liàng)計類型分(fen)類:法蘭取(qu)壓孔闆30台(tai)🤩,角接取壓(ya)孔闆3台,長(zhǎng)徑噴✊嘴4台(tai),文丘裏1台(tai),非标準節(jiē)流件1台。按(àn)照被測介(jie)質分類:用(yong)于計量蒸(zhēng)汽13台🛀,天然(ran)氣和🤩甲烷(wan)氣7台,瓦斯(si)氣和混合(hé)氣10台,通用(yong)氣體4台,水(shui)和其他液(yè)體5台。這些(xie)儀表均已(yǐ)運行一個(gè)檢修周期(qī),許多♍儀表(biǎo)不具備拆(chai)⛱️卸條件。其(qí)中38台爲标(biāo)準節流裝(zhuang)置流量計(ji),其可以根(gēn)據儀表幾(jǐ)何尺寸得(de)到流👅量關(guān)系,具備在(zai)線校準的(de)前提條件(jian)。
1.3現場操作(zuo)步驟
對需(xu)要在線校(xiao)準與核查(chá)的标準節(jiē)流裝置流(liu)量計,按照(zhào)下面步驟(zhòu)進行實施(shi)。
1.3.1參數核查(cha)
參數核查(cha)包括:檢查(chá)節流裝置(zhì)原始資料(liao)(設計書、檢(jiǎn)測報告🥰等(deng))中🏃♂️的參數(shu)指标是否(fou)齊全，結構(gòu)尺寸是否(fǒu)符合JJG640--2016《差壓(ya)式流量計(jì)
檢定規程(chéng)》的要求;檢(jiǎn)查溫度、壓(yā)力、差壓及(jí)流量設計(ji)參數與實(shi)際工況是(shì)否一緻。
1.3.2節(jie)流裝置校(xiao)準與核查(chá)
核查标準(zhǔn)節流裝置(zhì)流量計安(an)裝方式(水(shui)平或垂直(zhi))、前💜後🏃🏻♂️直管(guan)段長度、與(yu)工藝管道(dao)的同心度(dù)、差壓管路(lu)的引出與(yu)敷設方式(shi)、法蘭✉️與夾(jia)持環的位(wei)置等，核查(chá)其是否符(fú)合GB/T2624--2006《安裝在(zài)圓形截面(miàn)管道中的(de)差壓裝置(zhi)👅測量滿管(guǎn)流體流量(liàng)🏃🏻》與JJG.640-201651中的規(guī)定要求;可(ke)拆下的節(jie)流件根據(jù)JJG640--2016中幾何法(fǎ)進行校準(zhǔn)。
1.3.3配套儀表(biǎo)校準
配套(tào)的溫度變(bian)送器、壓力(lì)變送器、差(cha)壓變送器(qì)由于配有(yǒu)🏃♂️護套或是(shì)閥組,均可(ke)以對應相(xiàng)關檢定規(guī)程離線或(huo)在線校準(zhun)甲。
1.3.4流量二(èr)次單元校(xiao)準
所有計(jì)量儀表均(jun1)采用DCS系統(tǒng)進行流量(liàng)計算。使用(yòng)過程校驗(yan)㊙️儀🏃🏻♂️輸出标(biāo)準模拟信(xìn)号給DCS系統(tǒng)采集通道(dao),根據JJG1003--2016進行(háng)流🌈量校準(zhǔn)。
1.4校準結果(guǒ)
曆經兩周(zhōu),通過對現(xiàn)場39台流量(liang)計校準發(fā)現，流量示(shì)值誤💁差💚超(chao)過10%的流量(liàng)計有10台,約(yuē)占總數的(de)26%;流量示值(zhí)誤差在5%~10%的(de)流量計有(yǒu)7台，約占總(zong)數的18%;流量(liang)示值誤差(chà)在3%~5%的流量(liang)計有5台,約(yue)占👉總數的(de)13%。也就是說(shuo),流量示值(zhi)誤差超過(guo)🐪3%的流量計(ji)總共有22台(tái),約占總數(shu)的56%。
1.5影響因(yīn)素分析
通(tōng)過對現場(chang)儀表核查(cha)、校準及對(dui)數據的分(fen)析，确認了(le)影響儀表(biao)計量精度(du)的主要因(yin)素,彙總數(shu)據見表1。
2問(wèn)題的解決(jue)
通過分析(xī)計量系統(tǒng)存在的問(wen)題,提出相(xiàng)應的解決(jue)方🌈案🐪。
2.1确認(rèn)系統不确(que)定度合理(li)範圍
正常(cháng)情況下,當(dang)節流件的(de)結構形狀(zhuàng)、幾何尺寸(cun)及安裝使(shǐ)用條⛹🏻♀️件、配(pei)套二次裝(zhuāng)置的各組(zǔ)成單元,符(fú)合GB/T2624--2006、JJG640-2016、JJG1003一🛀2016等相(xiàng)✍️關标準及(jí)💛規程要求(qiú)時,各标準(zhun)節流裝置(zhi)流量✂️計系(xi)統不确定(ding)☁️度爲:标♋準(zhun)孔闆≤1.0%;ISA1932噴嘴(zui)<1.5%;長徑噴嘴(zui)≤2.5%;文丘🔴裏≤1.5%。
考(kǎo)慮到現場(chang)工況條件(jian)下各因素(su)的影響,可(ke)以适當調(diao)整♍不确定(dìng)度範圍,以(yǐ)滿足企業(ye)計量儀表(biao)對測量⁉️對(dui)象的實際(jì)需求。
2.2解決(jue)方案
一般(bān)不可能對(duì)所有超差(cha)的流量計(ji)進行更換(huàn)改造,需根(gen)據計量儀(yi)表不同情(qing)況,提出解(jiě)決方案:①工(gong)況條件穩(wen)定,誤差趨(qu)勢-緻的采(cai)用校準系(xi)數修正方(fang)法;②儀表參(cān)數錯誤,根(gen)據工藝參(cān)數,重新出(chu)具計算書(shū),修改儀表(biǎo)設置;③工況(kuang)條件🈚波動(dong)大,計算模(mó)型不符合(he)國家相關(guān)标準,在✂️不(bú)改變現有(yǒu)系統架構(gou)的🈲情況下(xia)，在計量系(xi)統中完🐪善(shàn)流量計算(suan)模型"。
2.3方案(an)實例
2.3.1工況(kuang)條件穩定(dìng),流量示值(zhi)誤差趨勢(shi)一緻
一些(xiē)計量儀表(biǎo)屬于過程(cheng)控制儀表(biao)或是裝置(zhi)内部計量(liàng)儀表,一般(ban)工況條件(jiàn)比較穩定(dìng),并且校準(zhǔn)結果顯示(shì)其流量誤(wu)差的比例(lì)關系一緻(zhi)。根據實際(jì)工況條件(jiàn)下校準得(dé)到的标準(zhun)流量值，采(cai)用在DCS系統(tong)中設置校(xiào)準系數的(de)方式對被(bèi)校流量值(zhí)進行修正(zhèng)”。
例如,煉油(yóu)廠重整加(jia)氫聯合車(chē)間位号11201-FT305的(de)蒸汽流量(liang)🔅計🙇🏻采用♊的(de)是🔞法蘭取(qǔ)壓标準孔(kong)闆，其校準(zhun)數據見表(biǎo)2。
在DCS系統中(zhong)将各流量(liàng)點的流量(liàng)值除以1.145得(dé)到修正後(hou)的流量值(zhi)。該台流量(liàng)計進行校(xiao)準系數修(xiu)正後,瞬時(shí)流量誤差(cha)小于0.5%。
2.3.2工藝(yì)參數調整(zhěng)後,儀表參(cān)數調整錯(cuò)誤
一些計(jì)量儀表在(zài)後期生産(chǎn)過程中工(gōng)藝參數對(duì)應設☔計參(can)數發📞生了(le)變化,流量(liàng)計配套的(de)差壓變送(song)器沒有進(jìn)行正确調(diao)整。
例如,動(dòng)力站A爐鍋(guo)爐主蒸汽(qì)流量,其校(xiào)準數據見(jiàn)表🤩3。
該計量(liàng)儀表原設(shè)計中差壓(yā)量程爲250kPa,流(liu)量量程爲(wèi)440th。在生産過(guò)程🌈中🌍,由于(yú)工藝發生(sheng)了變化,流(liú)量量程擴(kuo)大爲480tUh,DCS系統(tǒng)也㊙️進行了(le)相應的調(diào)整，但是差(cha)壓變送器(qi)設置的量(liàng)程存在問(wèn)題。标🈚準節(jie)流🔞裝置流(liú)量計的流(liu)出💋系數和(hé)可膨脹系(xi)數均是變(bian)化的，差壓(ya)和流量并(bìng)不✍️是簡單(dān)的開方後(hou)成線性比(bi)例的關系(xi)💁。
此類問題(ti)的計量儀(yí)表通過重(zhong)新出具計(ji)算書,調整(zheng)🌈相應量程(cheng)參數解決(jué)流量誤差(chà)的問題,不(bu)需要額外(wai)投人任何(hé)的改造成(chéng)本。
2.3.3工況條(tiáo)件波動大(da),計算模型(xíng)不符合國(guó)家标準
一(yī)些計量儀(yi)表屬于二(er)級能源計(ji)量，數據比(bi)較關鍵,精(jīng)度要求高(gāo)㊙️,同時爲了(le)保證計量(liang)的正确率(lü)都配有溫(wen)度、壓力進(jin)行補償修(xiū)正。由于工(gōng)藝條件不(bu)穩定,其流(liu)量偏👉差體(ti)現👌出無規(guī)❓律性,無法(fǎ)采用校準(zhǔn)系數修正(zhèng)的方式。
例(li)如,乙烯廠(chang)一聯合車(chē)間某台蒸(zhēng)汽流量計(ji)采用的是(shì)文丘裏管(guan),其校準數(shu)據見表4。
此(cǐ)類計量儀(yi)表誤差産(chǎn)生的根本(ben)原因爲計(ji)算模型不(bu)符合國家(jiā)相關标準(zhǔn)”。這種情況(kuang)下無法進(jin)行簡單的(de)校準系數(shù)修正，隻能(neng)通過完善(shan)流量計算(suàn)模型來保(bǎo)證計量的(de)正确率。DCS系(xì)統作爲控(kong)制系統,很(hěn)難滿足精(jīng)度高的計(jì)量要求。在(zai)流量計一(yī)次儀表🐇部(bù)分不更換(huàn)的情況下(xià)，隻需在機(jī)櫃間增加(jiā)嵌人式模(mó)塊按照國(guo)家相關标(biao)準進行流(liú)量補償計(jì)算，再将補(bu)償後的流(liú)量值輸🈲出(chu)給DCS使🈲用。DCS系(xì)統隻負責(ze)流量的顯(xian)示，通過使(shǐ)用專用的(de)設備完善(shan)流量計算(suan)模型,從而(ér)保證計量(liang)的正确率(lü)。
通過以上(shàng)幾種方式(shi)，根據計量(liang)儀表不同(tong)情況針對(dui)性地采取(qu)😘不同解決(jue)方案,可以(yǐ)滿足GB/T20901--2007《中石(shí)油石化行(hang)業能源計(jì)量器具配(pei)備和🐕管理(lǐ)要求》中計(jì)量性能要(yao)✔️求,降低了(le)企業的改(gǎi)造成本。
3可(ke)行性分析(xī)
流體計量(liang)與一次儀(yí)表工作原(yuán)理、安裝條(tiao)件、被測流(liú)體❓的物性(xing)和工況條(tiao)件(溫度、壓(yā)力、濕度等(deng))緊密相關(guān),計算公式(shì)🍉各異并呈(cheng)💛現出複雜(zá)的函數關(guan)系。影響因(yīn)素除節流(liú)裝置💔本身(shen),還有參數(shu)設置、測量(liàng)範圍、補償(cháng)計算等叫(jiao)👌。将标準節(jiē)流裝置及(ji)配套作爲(wei)整體,通過(guò)現場校準(zhun)或💃🏻核查确(què)定各組成(cheng)單元的不(bú)确定度，對(duì)系統不确(què)定度進行(háng)評估和調(diào)整,确保整(zheng)個計量系(xì)統具有可(kě)預期的計(jì)量精度。
4結(jie)束語
标準(zhǔn)節流裝置(zhi)流量計通(tōng)過在線校(xiao)準或核查(chá)實現🤞流量(liang)量值📞溯源(yuan),在滿足生(sheng)産及裝置(zhì)連續運行(hang)的條🤩件下(xià),可以在線(xiàn)⚽實施确保(bǎo)在用流量(liang)計精度符(fu)合要求。在(zài)線🈲校準或(huo)核查也是(shì)對現場流(liu)量測量系(xi)統的一種(zhǒng)計量♋再确(què)認,系統的(de)構成是否(fou)正确、運行(hang)參數是否(fou)準确、計⛹🏻♀️算(suàn)模型是否(fou)合理、系統(tong)的🧡精度是(shì)否滿足工(gong)藝要求🤞均(jun)可以通過(guò)在線校準(zhun)或核查來(lai)發現解決(jue)問題,提高(gāo)企業的計(jì)㊙️量水平。
流(liú)量計在線(xiàn)校準或核(he)查不僅可(kě)以節省大(dà)量儀表拆(chāi)裝🙇♀️費、運輸(shū)費及檢定(ding)費,大大減(jiǎn)少儀表離(li)線檢定或(huò)校準成本(ben)及工作⚽量(liang);還可以提(tí)高工作效(xiao)率。通過在(zài)線校準或(huò)核🛀🏻查對超(chāo)差的計量(liàng)儀表🚶♀️進行(hang)定點修正(zheng),使企業🤟可(ke)以在不🔞投(tou)人大量資(zi)金成本的(de)情況下保(bǎo)證計量的(de)正确率,是(shì)企業降本(běn)增效的重(zhong)要舉措。
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