淺談高壓電磁流量計(jì)的在線校準(zhǔn)

摘要： 統(tǒng)計(jì)了供熱行業(yè)使用的熱量計(jì)量?jī)x表的種類、 工作原理、 性能特點(diǎn)、 工作范圍， 介紹了現(xiàn)場(chǎng)在線校準(zhǔn)熱量?jī)x表的方法， 總結(jié)了現(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn)熱量?jī)x表的校準(zhǔn)經(jīng)驗(yàn)和遇到的問題， 分析了現(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn)熱量?jī)x表的熱量示值誤差。
隨著我國(guó)供熱計(jì)量的不斷深化， 高壓電磁流量計(jì)和熱量表應(yīng)用越來越多， 而隨著我國(guó)節(jié)能減排工作的開展， 企業(yè)管理由粗放型向集約精細(xì)型轉(zhuǎn)變， 對(duì)精確計(jì)量熱量有著迫切需求。 熱量計(jì)量?jī)x表用于發(fā)電廠、供熱公司、 用熱企事業(yè)單位的供熱回路中熱水熱量的計(jì)量。 我省現(xiàn)在很多熱電廠、 供熱公司都開始安裝高壓電磁流量計(jì)和熱量表， 供熱和用熱企業(yè)都急需熱水熱量值的溯源問題。
1 熱量?jī)x表的種類及其特點(diǎn)
目前供熱行業(yè)內(nèi)使用的熱量計(jì)量?jī)x表按工作原理主要分為超聲波式、 電磁式、 差壓式， 其特點(diǎn)見表 1 。 熱量計(jì)量?jī)x表按結(jié)構(gòu)可分為一體式和分體式， 一體式熱量表將一支入口或出口溫度傳感器嵌入到流量傳感器管道中， 并配有專門的計(jì)算器進(jìn)行熱量計(jì)算； 分體式熱量表采用單獨(dú)的流量傳感器， 包括超聲波流量計(jì)、 電磁流量計(jì)、 差壓流量計(jì)、高壓電磁流量計(jì)等， 溫度測(cè)量采用單獨(dú)的鉑電阻溫度計(jì)或溫度變送器測(cè)量供回水管道溫度， 再配備熱量積算儀進(jìn)行溫度和流量信號(hào)采集得到熱量值。

2 標(biāo)準(zhǔn)裝置簡(jiǎn)介
為了滿足我省對(duì)熱量?jī)x表熱量參數(shù)校準(zhǔn)的需求，我院自主開發(fā)設(shè)計(jì)了一套熱量在線校準(zhǔn)裝置。 該裝置以便攜式超聲波流量計(jì)為流量標(biāo)準(zhǔn)器，高精度鉑電阻溫度計(jì)為測(cè)溫標(biāo)準(zhǔn)器，利用超聲波流量計(jì)測(cè)量供熱回路中的熱水流量，現(xiàn)場(chǎng)型制冷恒溫槽提供模擬供水、回水的恒溫溫場(chǎng)，由高精度鉑電阻溫度計(jì)測(cè)量溫場(chǎng)實(shí)際溫度，用便攜式工控機(jī)采集便攜式超聲波流量計(jì)的流量信號(hào)和高精度鉑電阻溫度計(jì)的溫度信號(hào)， 實(shí)時(shí)計(jì)算出標(biāo)準(zhǔn)熱量值，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)被測(cè)熱量?jī)x表的熱量校準(zhǔn)。
利用這套熱量在線校準(zhǔn)裝置，對(duì)省內(nèi)多家企事業(yè)單位的熱量?jī)x表進(jìn)行了在線校準(zhǔn)試驗(yàn)， 現(xiàn)場(chǎng)在線校準(zhǔn)的熱量?jī)x表的口徑范圍從 DN400~DN900 ，積累了大量的現(xiàn)場(chǎng)工作經(jīng)驗(yàn)。由于熱量?jī)x表通常為供熱主管線，要適應(yīng)長(zhǎng)距離管道輸送時(shí)、低流速的特殊要求，因此管道內(nèi)介質(zhì)流速通常較低，一般不超過 1 m/s ，為了適應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)流量測(cè)量的準(zhǔn)確度要求，對(duì)便攜式超聲波流量計(jì)用我院的水流量標(biāo)準(zhǔn)裝置進(jìn)行了低流速下的校準(zhǔn)，準(zhǔn)確度能達(dá)到 0.5 級(jí)。 由于我省地處北方，冬季室外環(huán)境寒冷，而熱量?jī)x表通常安裝在室外的計(jì)量井內(nèi)， 所以對(duì)提供恒溫溫場(chǎng)的恒溫槽要求較高，因此采用了溫度波動(dòng)性達(dá)到 0.01 ℃/10 min 的恒溫水槽。有時(shí)熱量?jī)x表安裝在比較偏僻的位置，現(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn)時(shí)恒溫槽的用電情況不能得到保證， 因此現(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn)時(shí)還需要攜帶長(zhǎng)距離線盤以解決用電問題。
3 檢測(cè)結(jié)果分析
經(jīng)過一個(gè)采暖期的現(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn)， 對(duì)我省沈陽、 大連、撫順、 朝陽的不同類型的熱量?jī)x表的熱量校準(zhǔn)結(jié)果進(jìn)行了匯總， 如表 2 所示。

從表中可以看出，熱量校準(zhǔn)誤差基本都在 2% 以內(nèi)，對(duì)其進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)誤差來源如下：
（ 1 ）熱量測(cè)量誤差主要來自便攜式超聲波流量計(jì)，因現(xiàn)場(chǎng)管道內(nèi)壁水銹較多，對(duì)超聲波流量計(jì)的測(cè)量造成較大影響；
（ 2 ）現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境溫度對(duì)介質(zhì)溫度測(cè)量影響也較大。對(duì)熱量?jī)x表在戶外的情況，應(yīng)盡量選擇在天氣溫度較高時(shí)測(cè)量，以減少環(huán)境溫度造成的影響；
（ 3 ）由于熱量?jī)x表通常采用 GJ 為計(jì)量單位，計(jì)量單位較大， 因此讀數(shù)的分辨力影響要通過加大校準(zhǔn)時(shí)間來減少， 但也要考慮環(huán)境溫度由于校準(zhǔn)時(shí)間延長(zhǎng)對(duì)其他設(shè)備的影響，所以檢測(cè)時(shí)間也不易過長(zhǎng)。
4 結(jié)束語
對(duì)熱量?jī)x表的熱量值進(jìn)行在線校準(zhǔn)，改變了以往單純校準(zhǔn)流量和溫度的方法，改為以熱量值為校準(zhǔn)參數(shù)，更加符合實(shí)際情況，也方便用戶對(duì)校準(zhǔn)結(jié)果的理解和使用， 同時(shí)該校準(zhǔn)方法也探索了對(duì)多參數(shù)導(dǎo)出量的校準(zhǔn)方法，為其他類似校準(zhǔn)方法提供了借鑒。