差壓式流量計小信號切除對蒸汽流量測量的影響研究

李繼華

國網吉林省電力有限公司電力科學研究院 吉林長春 130000

以某地區(qū)供熱集團公司為例進行分析，該公司官網供熱面積超過1500萬m2，蒸汽流量主要以專業(yè)標準孔板差壓式流量計計量分析，該流量計小巧、結構簡單，操作便捷，相關技術較為成熟[1]。而流量儀表中的小信號切除屬流量儀表工作特殊需求，通過小信號切除，可克服由于小信號導致的種種不良后果。而不同流量計原理不同，對應的小信號機理具有顯著差異，需對流量計小信號切除點科學設計，確保在蒸汽貿易結算中，合理計算，在流量計小信號切除點上用熱，顯示為零的情況下減少供熱方蒸汽損失。

1 概述

差壓式流量計原本多用于工業(yè)領域，在不同流量計中應用廣泛，且發(fā)展歷史悠久，是小信號切除技術應用最早的流量計[2]。無介質流動，則該變送器零點將發(fā)生漂移，導致流量計存在信號輸出（小信號），易被積算儀捕獲積算。介質正常流動，則該小信號可忽略不計，并不影響計量精度。為避免無介質下的誤流量造成積計大量誤計，需設置門檻，“切除”小信號。

以傳統差壓式流量計顯示瞬時流量，并積算，則流量計零漂，將導致設備實際顯示為零，但是仍然后流量示值。小信號切除則可完全解決該問題。

差壓式流量計輸入輸出關系平方根特性如下所示：

其中，q為流量示值，單位為kg/h（或m3/s），A△p為差壓信號，qmax則為流量測量上限，流量測量上限隨差壓信號的提升而提升。在流量逐漸趨向零的時候，曲線斜率dp/dA△p無限接近于無窮大，也就是說，流量零點具有不穩(wěn)定性。傳統差壓式流量計精度等級在公司應用多為1．5級別，一定時間中，若差壓式流量計零點漂移在±1．5%，為正常范疇，漂移對應造成的流量值約為 12．2%。

提高差壓變送器實際精度后，差壓變送器零點漂移原性能大大提高。差壓式流量計為計量系統，差壓信號傳遞失真、流量積算儀誤差等也會發(fā)生零漂。當下，生產廠家將差壓切除點設置為0．75%，流量值為8．7%。現代化差壓變送器精度達到0．075級，差壓信號傳遞效率提升，小信號切除值降低到流量測量上限的2%，系統可穩(wěn)定運行。

2 小信號切除及優(yōu)化方式

對差壓式流量計進行小信號切除，可減少蒸汽供應方不必要的蒸汽計量損失，是解決流量計零漂、解決供應方和使用方矛盾的重要方式。雖采用小信號切除優(yōu)化，但是設備儀器仍然存在零漂，但是此時使用者看不到零漂[3]。

就合理狀態(tài)下，不設小信號切除，發(fā)現測量滿足要求，此時不需要切除小信號。但是在實際使用中，測量總模擬器件零漂，發(fā)現零漂對流量計零點影響具有雙向性，差壓信號傳遞失真、振動對儀器造成煩擾等，都是差壓式流量計運行中存在的不確定因素，因此實際工作中必須切除小信號。

是否切除小信號，要以切除值的大小來決定，基本原則為，在確保達到最終目的前提下，需盡可能將切除值選擇的較小為宜。小信號被切除之后，節(jié)流裝置中，對應計量系統可輕易實現：主要是小信號切除后，在沒有差壓信號環(huán)境中，流量計量系統準確顯示小信號值，將該的信號操作設置為參數，在流量實際計算中將其扣除，則可減少小信號造成的誤差。

實際操作中，可以落實以下操作：

一方面將對應小信號及流量計算的各項參數設置在特定界面中，歸于同一界面，則在檢定、日常檢查中，可以留意到小信號的實際數值，為日后管理、查詢提供方便。

另一方面，在流量計算階段，差壓值可以將差壓變送器實際顯示的數值減去小信號值，得到準確的差壓值。

按照上述方式，對某地區(qū)供熱集團公司蒸汽計量收費的差壓式流量計對應積算儀進行優(yōu)化設計，將傳統積算儀小信號切除點的固化計算進行優(yōu)化，以當下積算儀小信號切除在0%-1%范圍內選擇性的設置。傳統積算儀小信號切除遵從國家JJG1003-2005《流量積算儀檢定規(guī)程》要求，該文件技術要求將計算方法固化至儀表，按照規(guī)定公式計算流量。通過對積算儀進行優(yōu)化改進，其小信號切除點的設置可在允許范圍內自由設置，也就是說，可以針對實際蒸汽使用情況設置有針對性的小信號切除點位置，減少外界信號對積算儀的影響，同時也避免小信號影響計量數據。

經過此優(yōu)化改進，比對改進設計。改進前，積算儀小信號切除點的差壓電流達到4．12mA，對應設計工況最大流量達到8．66%，通過此改進之后，數據變化較大。改進后小信號切除點在0%-1%范圍內自由選擇設置，一般情況下設置小信號切除點為0．5%，此時對應差壓電流為4．08mA，占正常工況下最大流量7．07%，小信號切除點合理降低，差壓式流量計由于小信號導致的計量損失大大減少，增量高達18．36%，蒸汽供應方的經濟損失大大降低，維護了其基本權益。

3 結語

綜上所述，在蒸汽公司實際流量計量系統中，其小信號切除是保證計量系統長期穩(wěn)定運作的重要支持，為確保蒸汽計量精準性，需合理設置小信號切除，合理使用。差壓式流量計的小信號切除優(yōu)化存在固定公式，需遵循JJG1003-2005《流量積算儀檢定規(guī)程》技術要求，在可以測量的小流量范圍中，找到最合適的點位，針對實際工作需求及現場條件，積極調試，設置切除點，避免小信號影響積算計誤差，給蒸汽供應公司造成嚴重不良后果。