鋼鐵行業(yè)流量測量的特點
鋼鐵行業(yè)時耗能大戶，大量燃料在各種爐窖內(nèi)燃燒，還需要助燃空氣，有的屬富氧燃燒，需要吹入氧氣。有的爐子燃燒產(chǎn)生大量的荒煤氣，經(jīng)洗滌除塵等處理后，送到另一些爐窖作燃料。因此，助燃氣體流量、煤氣流量、煙道氣流量等占了很大比例。這些測量對象流體壓力低、流速低、密度低。管徑大，要準確測量有一定難度，尤其是煤氣，往往含水量、含塵量較高，有的還含有焦油，有的煤氣管道內(nèi)有排不盡的水，這些都要求儀表有適應能力，不能因凝液析出而影響測量，不能因灰塵而發(fā)生故障。
廠制水流量測量對象也有其特點，測量結果多半用于過程監(jiān)視與控制，度要求不高，但穩(wěn)定性、可靠性要求高。有時口徑較大，常常選用均速管差壓式流量計和夾裝式超聲流量計。
2.2.2 電力行業(yè)中的流量測量特點
（1）與發(fā)電有關的蒸汽流量測量 此類流量測量的特點是流體溫度高，壓力高，連數(shù)兆瓦的小機組蒸汽溫度都要達到420℃以上。盡管經(jīng)常有新型流量計推出，但多數(shù)原理流量計承*如此嚴酷的工作條件。目前還是節(jié)流式差壓流量計穩(wěn)穩(wěn)地占據(jù)著這塊傳統(tǒng)領地。
由于此類測量對象流量變化范圍不大，經(jīng)常是滿載滿發(fā)，所以差壓式流量計范圍度較小地弱點不會帶來實際影響。
（2）供熱網(wǎng)中地蒸汽流量測量 熱電廠供熱網(wǎng)中所用地流量計，由于流體溫度和壓力均大大降低，所以可以選擇的空間大大擴展，但由于沿襲電廠儀表選型的傳統(tǒng)，多數(shù)對象仍選用節(jié)流式差壓流量計，部分選用渦街流量計。
2.2.3 石油和化工行業(yè)中流量測量的特點
①多數(shù)石化和化工企業(yè)有防爆要求，即使被測流體本身不是易燃易爆物質(zhì)，但整個區(qū)域?qū)僖兹家妆瑘鏊?，因此儀表選型時應符合防爆規(guī)程。
2.2.4 石油儲運行業(yè)的流量測量特點與要求
石油儲運行業(yè)也是流量儀表的一大用戶，每年數(shù)以億噸計的成品油從油庫經(jīng)計量后轉(zhuǎn)運到加油站或下一級油庫然后再經(jīng)計量發(fā)送到zui終用戶。數(shù)以萬計的加油站偏布各地，每個加油站都裝有數(shù)量不等的加油機。
成品油主要油汽油、柴油、煤油、潤滑油、航空汽油等品種。由于接收油品的槽車、槽船或車輛的油箱等都是裝在可移動的設備上，因此油品經(jīng)流量計計量后通過鶴管、撓管之類的柔性管道發(fā)送到接收方。因為油品屬易燃易爆物質(zhì)，安全是人們關注的首要問題。由于高速流動的油品與管件及管道內(nèi)壁摩擦易產(chǎn)生靜電，因此，管路設計中應有靜電接地措施，將所產(chǎn)生的靜電電荷導入大地。靜電接地系統(tǒng)還要求與發(fā)油控制系統(tǒng)聯(lián)鎖，一旦靜電接地失靈，立即停止發(fā)油。除此之外，石油儲運行業(yè)流量測量還有下面的特點與要求。
①被測介質(zhì)昂貴，對計量度要求高，一般要求達到±0.5％R。
②除重油、渣油之外的其他成品油都較清潔。發(fā)油時管道中的油品流速較高而且較穩(wěn)定，因此容易得到較高的計量度。
③計量數(shù)據(jù)用于貿(mào)易結算，因而要求計量結果的顯示供需雙方都便于觀察，從而體現(xiàn)公平和透明。
有些計量表如加油機，除了顯示發(fā)油總量外，還應同時顯示單價和總價。
④流量測量儀表大多與批量控制設備配合使用，可以按預先設定的發(fā)油量進行自動控制，如本書第五章所討論的批量控制系統(tǒng)。新型的加油機還配有讀卡設備和打印機，以便讀出用戶預先購買的IC卡中剩余金額，并在此金額即將用完時通知控制系統(tǒng)，關閉閥門。加油完畢自動打印加油報告。
2.2.5 供水行業(yè)的流量測量特點
水廠從河流、湖泊或水庫抽取原水，需根據(jù)原水計量結果向國家支付費用。水廠的成品是自來水，自來水的管理和分配網(wǎng)上需大量大口徑流量計。這些測量對象有下列特點。
①計量數(shù)據(jù)用于貿(mào)易結算，測量度要求高，按照GB/T 17167的規(guī)定應達到±2.5％R的度（見表2.3）。對于大口徑計量表，有些用戶要求高達±0.5％R。
②設置在原水和自來水主管道上的流量計，口徑大，為減少泵送費用，要求阻力小。
③對測量范圍度要求高。家庭用戶均為間歇使用，即使是大的企事業(yè)機構，日夜之間、不同季節(jié)之間、生產(chǎn)、經(jīng)營、管理或服務的各個不同階段，耗水量也差異很大。
④環(huán)境惡劣，大口徑管道通常為埋地敷設，因此流量計大多數(shù)被安裝在儀表井中，稍有不慎就會出現(xiàn)雨水淹沒儀表地事件，所以，流量計應有IP68的環(huán)境防護能力。
⑤原水潔凈程度較差，壓力不高，在大口徑管道中低速流動的條件下，管壁上易積淤泥，所以儀表設計選型應考慮淤泥的影響，工程設計和安裝時應考慮淤泥的清理。
目前的儀表選型意見趨于一致，用于貿(mào)易結算的大口徑流量計，選用電磁流量計，它能全面滿足上述各項要求，小口徑水流量測量選用旋翼式水表。
2.2.6 天然氣流量測量的特點及其對儀表的要求
天然氣作為一次能源，在世界一次能源結構中的比重逐年上升。發(fā)達國家一般已達到30％～40％，因此天然氣貿(mào)易交接計量所涉及的金額是巨大的，引起上的廣泛重視。為了保證天然氣生產(chǎn)及利用企業(yè)的貿(mào)易計量公正合理，維護貿(mào)易雙方的正當權益，歐洲zui早制訂了EN1776：1998《天然氣測量系統(tǒng)基本要求》。我國在這一標準基礎上也制訂了相應的標準GB/T18603－2001《天然氣計量系統(tǒng)技術要求》。
天然氣計量系統(tǒng)具有下列主要特點和基本要求。
- 防爆要求 流體易燃易爆，可能的危險區(qū)域應按GB3836.1進行分級，在危險區(qū)域內(nèi)，任何儀表和電器設備選型和安裝都應符合GB3836的規(guī)定。
- 不中斷供氣要求 為了保證連續(xù)輸氣，不能因計量儀表維修等中斷供氣，計量站和計量回路宜設置旁通，對于重要的大流量用戶，推薦采用并聯(lián)雙計量回路。旁通閥和并聯(lián)雙計量回路上游閥或（下游閥）應選擇關閉性能好、耐用、有檢漏裝置的截斷閥，避免非計量流失。
- 工況的多樣性 天然氣從采集、處理、運輸?shù)椒峙涞母鱾€環(huán)節(jié)都需要計量，采集環(huán)節(jié)流體臟污，氣體帶液甚至混有固相。不同的氣井壓力差異大。運輸環(huán)節(jié)流體壓力也較高，但分配到zui終用戶處，壓力可能將得很低。因此，不同環(huán)節(jié)的流量測量應了解清楚流體工況和具體條件，不能一概而論。
- 不同的準確度要求 天然氣計量屬大宗能源計量，而且流量值越大，涉及到的結算金額越大。而所配置的計量儀表的價格與準確度有關，準確度越高，價格也越高，計量值相對較小的計量系統(tǒng)，一般承但不起價格昂貴得多的高準確度儀表，因此，只能降低要求，但仍應達到有關標準的要求。表2.1所列是不同等級的天然氣計量系統(tǒng)儀器儀表配備指南。表2.2是不同等級的計量系統(tǒng)配套儀表準確度要求［4］。
表2.1 不同等級的天然氣計量系統(tǒng)儀器儀表配備指南
| 設計能力qnv（m3/h）（標準參比條件） | qnv=≥500 | 5000≤qnv≤50000 | qnv≥50000 |
| 1.用于測量的校驗用系統(tǒng)例如串聯(lián)標準流量計 | | | √ |
| 2.溫度轉(zhuǎn)換 | √ | √ | √ |
| 3.壓力轉(zhuǎn)換 | √ | √ | √ |
| 4.Z轉(zhuǎn)換 | √ | √ | √ |
| 5.發(fā)熱量和氣體質(zhì)量的確定 | | | √ |
| 6.每一時間周期的流量記錄 | | √ | √ |
| 7.密度測量（代替2、3、4） | | | √ |
| 準確度等級 | C級（3.0） | B級（2.0） | *（1.0） |
2.“√”建議配套內(nèi)容。
| 參數(shù)測量 | 計量系統(tǒng)配套儀表準確度等級 |
| *（1.0％） | B級（2.0％） | C級（3.0％） |
| 溫度 | 0.5℃ | 0.5℃ | 1℃ |
| 壓力 | 0.2％ | 0.5％ | 1.0％ |
| 密度 | 0.25％ | 0.75％ | 1.0％ |
| 壓縮因子 | 0.25％ | 0.5％ | 0.5％ |
| 發(fā)熱量① | 0.5％ | 1.0％ | 1.0％ |
| 工作條件下體積流量 | 0.75％ | 1.0％ | 1.5％ |
- 當供用氣雙方用能量流量交接時需要配套的項目。
- 計量系統(tǒng)不同的輸出量類型和計量單位 計量系統(tǒng)由天然氣流量計和進行不同參數(shù)測量的變送器、流量計算及確定各輸出參數(shù)的轉(zhuǎn)換裝置組成，根據(jù)系統(tǒng)的組成和需要，輸出量可以是：標準體積流量、質(zhì)量流量和能量流量。標準狀態(tài)體積流量以Nm3/s為單位；工作狀態(tài)體積流量以m3/s為單位；質(zhì)量流量以kg/s為單位；能量流量以MJ/s為單位［4］。
- 天然氣組分變化 由天然氣組分變化引起的標準狀態(tài)密度變化，壓縮因子變化，都將影響流量測量準確度，因此在計量值大的計量系統(tǒng)中，應根據(jù)天然氣組分穩(wěn)定度定時取樣，進行全組分分析。
- 超壓縮因子變化 天然氣超壓縮因子FZ是因天然氣特性偏離理想氣態(tài)定律而導入的修正系數(shù)。超壓縮因子不僅受流體溫度、壓力影響，而且隨天然氣組分變化。因此應實時計算其數(shù)值。
- 實流校準 天然氣干線流量計主要特點為高壓（2Mpa以上）、大口徑（DN150以上）、高度（0.5級以上）。我國從塔里木到上海的輸氣干線總長為4000多公里，壓力為10Mpa，管徑為DN1000，這些特點要求輸氣干線流量計應具有高度、穩(wěn)定可靠的計量系統(tǒng)和配備相應的校準裝置。
實流校準應在與實際操作條件相近的條件下進行，然而，如果將條件差異鎖引起的不確定度估算考慮在內(nèi)，在不同條件下校準的也是可行的。
在計量值大的計量站，應在計量管道上串聯(lián)安裝一套校準用附加流量計，以便定期進行實流校準。
2.2.7樓宇中的流量測量的特點
- 樓宇自動化系統(tǒng)中地測量流量 在樓宇自動化系統(tǒng)中，對進出重點設備或裝置地流體流量進行測量，測量結果用于設備運行狀態(tài)監(jiān)視、控制和設備管理。測量結果一般不用于貿(mào)易結算，所以對測量度要求不高。儀表一般由樓宇自動化工程公司選型，主要考慮地是安裝方便、價格和儀表故障后不影響系統(tǒng)運行。
- 以能源計量為目的地流量測量 樓宇中地自來水、燃氣、燃油等要靠外部供給，空調(diào)冷凍水、熱水、冷卻水等要供給用戶使用，自己發(fā)生地蒸汽有時還外供到其他單位，因此，需對這些流體進行計量，計量度必須滿足貿(mào)易結算的要求，計量結果用于對外收費的表計，還應按規(guī)定進行強制檢定。
由于空調(diào)用冷凍水溫度不是很低，一般為5～6℃的淡水；空調(diào)用熱水主要用于采暖、洗澡、洗簌等，所以溫度不是高，大多在90℃以下，這樣的使用要求和流體條件，合理的選型是電磁流量計。
2.2.8企業(yè)能源計量器具性能要求
GB/T17167規(guī)定了企業(yè)能源計量器具性能要求，其中不同用途流量計準確度要求如表2.3所示。
表2.3企業(yè)能源計量器具性能要求（流量計部分）
| 計量器具類別 | 計量目的 | 準確度要求 |
| 油流量表 | 進、出企業(yè)的結算 | 汽油、柴油、原油0.35％ |
| 分廠（車間）和重點用能設備 能耗考核 | 汽油、柴油、原油0.5％ |
| 重油、渣油2.5％ |
| 氣（汽）體 流量表（裝置） | 進、出企業(yè)的結算 | 煤氣、天然氣2.0％ |
| 蒸汽2.5％ |
| 分廠（車間）和重點用能設備能耗考核 | 煤氣、天然氣2.0％ |
| 蒸汽2.5％ |
| 水流量表 （裝置） | 進、出企業(yè)及企業(yè)內(nèi)部車間、重點用水設備的凈水計量 | 2.5％ |
| 企業(yè)排放污水的計量 | 5.0％ |
| 溫度計 | 用于水溫、氣溫、汽溫及廢氣、乏汽、廢水排放溫度的計量 | 2.0％ |
| 壓力表① | 用于氣體、液體及蒸汽壓力的計量 | 1.0％～2.5％ |
①與氣體、蒸汽質(zhì)量計算相關的壓力表，其準確度不得低于1.0％。
當計量器具是由傳感器（變送器）、二次儀表組成的測量裝置或系統(tǒng)時，見表2.3給出的準確度應是裝置或系統(tǒng)的準確度（裝置或系統(tǒng)未明確給出其準確度時，可用傳感器與二次儀表的準確度按誤差合成方法合成［7］）。
能源作為生產(chǎn)原料使用時，其計量器具的準確度應滿足相應的生產(chǎn)工藝要求。
能源計量器具的性能必須滿足相應的生產(chǎn)工藝特點及使用環(huán)境要求，如抗腐蝕、耐高溫、耐振動、防粉塵、抗電磁干擾等。
