摘要:以一處計量糾紛為引子,先對渦輪流量計廠家提供的反轉(zhuǎn)量計算公式進行了推導和演繹,再對以前的錯誤計算方式進行了更正,最后對反轉(zhuǎn)量的正確率進行了實驗證明。
1背景
該計量糾紛牽涉4家單位:丙供氣公司、甲用氣單位、乙用氣單位丁計量儀表廠家;4處地方:丙公司A處.供氣計量點、丙公司C處供氣計量點、甲用氣單位D閥門、甲乙用氣單位B處用氣計量分界點。
正常情況下,A氣源供氣C氣源不供氣時,甲公司在A、B之間的用氣量是主氣源A處用氣量減B處的用氣量,而乙公司的用氣量則為B處用量(如圖1所示)。需要說明的是:A、B之間有一D閥,此時處于開啟狀態(tài)。另外一種情況則是D閥關(guān)閉,A、C氣源同時供氣,甲公司在A、B之間的用氣量是當月主氣源A處減B處的用量,再加上C氣源過B處當月的供氣量。亦或是A、D閥之間的用量+B、D閥之間的用量+B處C氣源的反轉(zhuǎn)量(如圖2所示)。需要特別指出的是:B處有2套渦輪表計量設備(型號均為Q6500DN300)，為正向安裝。
問題的關(guān)鍵就是如果當月伴有雙氣源供氣,如何把甲乙用氣單位的用量區(qū)別開來或計算出來。
2案例分析
由于B處該渦輪流量計是國外產(chǎn)品,采取機械傳動與數(shù)據(jù)積算儀分別設立,合并計算,這點與國內(nèi)同類型產(chǎn)品有所不同,國內(nèi)的是--體式,只能單向計量,而該產(chǎn)品能夠雙向計量。
該流量計涉及到的數(shù)據(jù)較多。下列是氣態(tài)方程式
V0=V×P/P0×T0/T×Fz2
式中:V0--標準狀態(tài)下的體積量(M3);
V--工作狀態(tài)下的體積量(M3);
P--流量計壓力值(KPa);
P0--標準大氣壓(101.325KPa);
T0--標準狀態(tài)下的絕對溫度(293.15k);
T--被測介質(zhì)的溫度(K);
Fz--氣體壓縮因子。
對于國內(nèi)渦輪表而言，上述數(shù)據(jù)是比較標準的必備配置。但該國外儀表有5個數(shù)據(jù)有所不同:
V機(基)--機械傳動部分的體積量(M3);
Vm--工作狀態(tài)下的體積量(M3);
Vb--標準狀態(tài)下的體積量(M3);
V反轉(zhuǎn)量m--計量表反轉(zhuǎn)時工作狀態(tài)下的體積量(M3);
V反轉(zhuǎn)量b--計量表反轉(zhuǎn)時標準狀態(tài)下的體積量(M3)。
這5者之間的相互關(guān)系是:無論正反轉(zhuǎn),Vb與Vm總是累加的,并且呈正相關(guān)關(guān)系,這點與國產(chǎn)表V0與V的關(guān)系是一致的。V機則不一樣,只發(fā)生正轉(zhuǎn)時,V機與Vm-致,V機=Vm;當發(fā)生反轉(zhuǎn)時，其反轉(zhuǎn)量為V反轉(zhuǎn)量M,V機將實現(xiàn)氣量的倒計,即V機=Vm-2xV反轉(zhuǎn)量m。舉個例子比較容易理解,當月上中旬B處渦輪表為正轉(zhuǎn),各量關(guān)系為:Vm上中旬=V機上中旬=200萬M3,下旬為反轉(zhuǎn)，V反轉(zhuǎn)量m下旬=80萬M3,當月各量關(guān)系為:
V機當月=Vm當月-2xV反轉(zhuǎn)量m下旬
V機期=200+80-2x80=120
Vm當月=200+80=280
..V反轉(zhuǎn)量m=(△Vm-△V機)/2
實際情況原本上述模型要復雜,難以確定具體的反轉(zhuǎn)發(fā)生時間以及反轉(zhuǎn)時間段,也就難以確定壓力值。要確定V反轉(zhuǎn)量b的具體結(jié)算量,這里取的是經(jīng)驗值,即
V反轉(zhuǎn)量b=(△Vm-△V機)/2x△Vb/△Vm
確定了反轉(zhuǎn)量的計算公式，這只是確定甲乙兩家用氣單位用量的第一步。在較長的一段時間里,出現(xiàn)了較.為重大的計算錯誤,其錯誤計算方式如下:
已知:前端A處供氣△V(A)=1000萬M,B處的△V
(B)=800萬M3,△Vm=200萬M3,OV機=150萬M3.
求:甲公司的用氣量以及乙公司的用氣量?
解:甲公司用氣量=△VB(A)-OV(B)+V反轉(zhuǎn)量b=1000-800+(200-150)/2x800/200=300萬M3
乙公司用氣量=OV(B)-V反轉(zhuǎn)量b=800-(200-150)/2x800/200=800-100=700萬M
這種方式看上去毫無破綻,甲乙公司的用氣總量=丙公司的供氣總量,即300+700=1000萬M3,乙公司的用氣量=B處△V-V反轉(zhuǎn)量b=700萬M3。然而這種方式忽略了一-個重要問題,甲乙公司的用氣總量=丙公司的供氣總量=A氣源+C氣源(上式只關(guān)注了A氣源，忽略了C氣源)。正確的計算方式應該是:
正解:甲公司用氣量=△VB(A)-△Vb(B)+2xV反轉(zhuǎn)量b=1000-800+2x(200-150)/2x800/200=400萬M3
乙公司用氣量=△V(B)-V反轉(zhuǎn)量b=800-(200-150)/2x800/200=800-100=700萬也就是說A氣源1000+C氣源100=1100萬M3,才是丙公司的真實供氣量。這只是其中一月的結(jié)算量,如果逐月累計下去,氣量也是相當驚人。.
隨著問題一步步深人,新的質(zhì)疑又出現(xiàn)了。有人提出該類型的渦輪表并非該儀表公司專用型的單反計量儀表,儀表廠家也認可了此種說法。廠家提出4種解決方案:
(1)對目前使用的該類型儀表做實驗,采取比較簡易.的實驗方法來驗證其先前提出的計算公式的正確性及反向計量的精度及準確性。
(2)采用專用雙向(正反)計量的渦輪流量計。但據(jù)試用此表反映,在零點漂移處,計量會有問題。而在B處,恰恰就是壓力平衡點處,所以這種選擇也有風險,且該表價格是目前使用的儀表的2倍,體積較大，
在B處安裝會有實際困難。
(3)采用超聲波流量計,其優(yōu)點是計量精度高,能夠正確正反計量。但它的缺點也比較明顯,要求輸氣壓力較高,目前B處的壓力較低0.3MPa,不適宜安裝超聲波流量計。.
(4)在該處實行計量改造,沿用現(xiàn)有的兩塊儀表(Q6500DN300),將其中的一塊儀表及過濾器整體反裝，另外-套計量裝置不變,并在兩塊表后分別加裝單向閥，這樣既能夠滿足調(diào)度的需要,又能夠確保正確計量。這里有一個難題需要解決,流量不能超限。根據(jù)該處計量表2年的歷史數(shù)據(jù),最大流量為1000M//小時(標況),運行壓力為0.3MPa,儀表的流量最大為6500M/小時(工況),換算成標況為19500M/小時;再預估最近兩年后端客戶用氣量以10%的速度遞增,現(xiàn)有的表型仍然滿足預期負荷。故該方案是切實可行,經(jīng)濟合理,相關(guān)各方均會接受的。
對方案1的存疑:曾經(jīng)與廠家在常溫常壓下做過一次實驗。選用兩塊檢定合格的溫輪表及腰輪表,口徑與流量均相同,腰輪表始終保持正向,渦輪表則正向取一組數(shù)據(jù),反向取一-組數(shù)據(jù),然后對比分析。利用一大功率的鼓風機,對串聯(lián)的渦輪及腰輪表送風,模擬管道輸氣,鼓風機可調(diào)節(jié)風速。實驗數(shù)據(jù)如表1:.
從表1、表2中可以看出的是:如果以腰輪表為基表,渦輪表正轉(zhuǎn)時,其計量為正偏差,在0~3.5區(qū)間;渦.輪表反轉(zhuǎn)時,其計量為負偏差,其區(qū)間在0~負5.6。也就是說,根據(jù)目前的實驗數(shù)據(jù),該進口腰輪表反轉(zhuǎn)時,計量偏慢。這與最初大家的設想剛好相反，也與我對渦輪表的了解和理解相去甚遠,權(quán)作參考。如果要進一步的證明,應該盡可能模擬現(xiàn)場的各項數(shù)據(jù)及場景,來保證實驗數(shù)據(jù)的權(quán)威性,有效性。
3結(jié)論
針對B處的特殊情況,曾查閱了大量的相關(guān)文獻,到目前為止,沒有類似的情況記載或分析。也咨詢了多家計量儀表廠家的專業(yè)人員,包括該國外進口儀表銷售商的相關(guān)人員,他們也只能提供經(jīng)驗公式，在該產(chǎn)品的說明書中,并無相關(guān)情況的說明與記載。到目前為止,B.處計量仍然未得到徹底的解決,雖然離真相越來越近,但由于現(xiàn)實情況的錯綜復雜,揭露真相仍需努力。套用一句中山先生的話:革命尚未成功,同志仍需努力。
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