淺談大口徑分體式電磁流量計的在線校準

    摘 要： 統計了供熱行業使用的熱量計量儀表的種類、 工作原理、 性能特點、 工作范圍， 介紹了現場在線校準熱量儀表的方法， 總結了現場校準熱量儀表的校準經驗和遇到的問題， 分析了現場校準熱量儀表的熱量示值誤差。

    隨著我國供熱計量的不斷深化， 大口徑熱水流量計和熱量表應用越來越多， 而隨著我國節能減排工作的開展， 企業管理由粗放型向集約精細型轉變， 對精確計量熱量有著迫切需求。 大口徑熱量計量儀表用于發電廠、供熱公司、 用熱企事業單位的供熱回路中熱水熱量的計量。 我省現在很多熱電廠、 供熱公司都開始安裝大口徑熱水流量計和熱量表， 供熱和用熱企業都急需大口徑熱水熱量值的溯源問題。

    1 熱量儀表的種類及其特點
    目前供熱行業內使用的熱量計量儀表按工作原理主要分為超聲波式、 電磁式、 差壓式， 其特點見表 1 。 熱量計量儀表按結構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， 并配有專門的計算器進行熱量計算； 分體式熱量表采用單獨的流量傳感器， 包括超聲波流量計、 電磁流量計、 差壓流量計、分體式電磁流量計等， 溫度測量采用單獨的鉑電阻溫度計或溫度變送器測量供回水管道溫度， 再配備熱量積算儀進行溫度和流量信號采集得到熱量值。

    2 標準裝置簡介
    為了滿足我省對大口徑熱量儀表熱量參數校準的需求，我院自主開發設計了一套熱量在線校準裝置。 該裝置以便攜式超聲波流量計為流量標準器，高精度鉑電阻溫度計為測溫標準器，利用超聲波流量計測量供熱回路中的熱水流量，現場型制冷恒溫槽提供模擬供水、回水的恒溫溫場，由高精度鉑電阻溫度計測量溫場實際溫度，用便攜式工控機采集便攜式超聲波流量計的流量信號和高精度鉑電阻溫度計的溫度信號， 實時計算出標準熱量值，從而實現對被測熱量儀表的熱量校準。

    利用這套熱量在線校準裝置，對省內多家企事業單位的熱量儀表進行了在線校準試驗， 現場在線校準的熱量儀表的口徑范圍從 DN400~DN900 ，積累了大量的現場工作經驗。由于大口徑熱量儀表通常為供熱主管線，要適應長距離管道輸送時大口徑、低流速的特殊要求，因此管道內介質流速通常較低，一般不超過 1 m/s ，為了適應現場流量測量的準確度要求，對便攜式超聲波流量計用我院的水流量標準裝置進行了低流速下的校準，準確度能達到 0.5 級。 由于我省地處北方，冬季室外環境寒冷，而大口徑熱量儀表通常安裝在室外的計量井內， 所以對提供恒溫溫場的恒溫槽要求較高，因此采用了溫度波動性達到 0.01 ℃/10 min 的恒溫水槽。有時大口徑熱量儀表安裝在比較偏僻的位置，現場校準時恒溫槽的用電情況不能得到保證， 因此現場校準時還需要攜帶長距離線盤以解決用電問題。

    3 檢測結果分析
    經過一個采暖期的現場校準， 對我省沈陽、 大連、撫順、 朝陽的不同類型的熱量儀表的熱量校準結果進行了匯總， 如表 2 所示。

    從表中可以看出，熱量校準誤差基本都在 2% 以內，對其進行分析，發現誤差來源如下：

    （ 1 ）熱量測量誤差主要來自便攜式超聲波流量計，因現場管道內壁水銹較多，對超聲波流量計的測量造成較大影響；

    （ 2 ）現場環境溫度對介質溫度測量影響也較大。對熱量儀表在戶外的情況，應盡量選擇在天氣溫度較高時測量，以減少環境溫度造成的影響；

    （ 3 ）由于熱量儀表通常采用 GJ 為計量單位，計量單位較大， 因此讀數的分辨力影響要通過加大校準時間來減少， 但也要考慮環境溫度由于校準時間延長對其他設備的影響，所以檢測時間也不易過長。

    4 結束語
    對熱量儀表的熱量值進行在線校準，改變了以往單純校準流量和溫度的方法，改為以熱量值為校準參數，更加符合實際情況，也方便用戶對校準結果的理解和使用， 同時該校準方法也探索了對多參數導出量的校準方法，為其他類似校準方法提供了借鑒。