燃?xì)饬髁坑?jì)反轉(zhuǎn)量淺析

摘 要：以一處計(jì)量糾紛為引子，先對(duì)渦輪表廠家提供的反轉(zhuǎn)量計(jì)算公式進(jìn)行了推導(dǎo)和演繹，再對(duì)以前的錯(cuò)誤計(jì)算方式進(jìn)行了更正，zui后對(duì)反轉(zhuǎn)量的準(zhǔn)確性進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)證明。

  該計(jì)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(jì)量?jī)x表廠家；4處地方：丙公司A處供氣計(jì)量點(diǎn)、丙公司C處供氣計(jì)量點(diǎn)、甲用氣單位D閥門、甲乙用氣單位B處用氣計(jì)量分界點(diǎn)。

  正常情況下，A氣源供氣C氣源不供氣時(shí)，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(shí)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(shí)供氣，甲公司在A、B之間的用氣量是當(dāng)月主氣源A處減B處的用量，再加上C氣源過B處當(dāng)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(jì)量設(shè)備（型號(hào)均為Q6500DN300），為正向安裝。

  問題的關(guān)鍵就是如果當(dāng)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(jì)算出來。

2 案例分析

  由于B處該渦輪流量計(jì)是國(guó)外產(chǎn)品，采取機(jī)械傳動(dòng)與數(shù)據(jù)積算儀分別設(shè)立，合并計(jì)算，這點(diǎn)與國(guó)內(nèi)同類型產(chǎn)品有所不同，國(guó)內(nèi)的是一體式，只能單向計(jì)量，而該產(chǎn)品能夠雙向計(jì)量。

該流量計(jì)涉及到的數(shù)據(jù)較多。下列是氣態(tài)方程式

    Vo=V×P/Po×To/T×Fz2

    式中：Vo—標(biāo)準(zhǔn)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(jì)壓力值（KPa）；

    Po—標(biāo)準(zhǔn)大氣壓（101.325KPa）；

    To—標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的溫度（293.15k）；

    T—被測(cè)介質(zhì)的溫度（K）；

    Fz—氣體壓縮因子。

  對(duì)于國(guó)內(nèi)渦輪表而言，上述數(shù)據(jù)是比較標(biāo)準(zhǔn)的*配置。但該國(guó)外儀表有5個(gè)數(shù)據(jù)有所不同：

    V機(jī)（基）—機(jī)械傳動(dòng)部分的體積量（M3）；

    Vm—工作狀態(tài)下的體積量（M3）；

    Vb—標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的體積量（M3）；

    V反轉(zhuǎn)量m—計(jì)量表反轉(zhuǎn)時(shí)工作狀態(tài)下的體積量（M3）；

    V反轉(zhuǎn)量b—計(jì)量表反轉(zhuǎn)時(shí)標(biāo)準(zhǔn)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(diǎn)與國(guó)產(chǎn)表Vo與V的關(guān)系是一致的。V機(jī)則不一樣，只發(fā)生正轉(zhuǎn)時(shí)，V機(jī)與Vm一致，V機(jī)=Vm；當(dāng)發(fā)生反轉(zhuǎn)時(shí)，其反轉(zhuǎn)量為V反轉(zhuǎn)量m，V機(jī)將實(shí)現(xiàn)氣量的倒計(jì)，即V機(jī)=Vm－2×V反轉(zhuǎn)量m。舉個(gè)例子比較容易理解，當(dāng)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(jī)上中旬=200萬M3，下旬為反轉(zhuǎn)，V反轉(zhuǎn)量m下旬=80萬M3，當(dāng)月各量關(guān)系為：V機(jī)當(dāng)月=Vm當(dāng)月－2×V反轉(zhuǎn)量m下旬

    V機(jī)當(dāng)月=200+80－2×80=120

    Vm當(dāng)月=200+80=280

    ∴V反轉(zhuǎn)量m=（△Vm－△V機(jī)）/2

  實(shí)際情況原本上述模型要復(fù)雜，難以確定具體的反轉(zhuǎn)發(fā)生時(shí)間以及反轉(zhuǎn)時(shí)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(yàn)值，即

    V反轉(zhuǎn)量b=（△Vm－△V機(jī)）/2×△Vb/△Vm

確定了反轉(zhuǎn)量的計(jì)算公式，這只是確定甲乙兩家用氣單位用量的*步。在較長(zhǎng)的一段時(shí)間里，出現(xiàn)了較為重大的計(jì)算錯(cuò)誤，其錯(cuò)誤計(jì)算方式如下：

已知：前端A處供氣△Vb（A）=1000萬M3，B處的△Vb（B）=800萬M3，△Vm=200萬M3，△V機(jī)=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）－△Vb（B）+V反轉(zhuǎn)量b=1000－800+（200－150）/2×800/200=300萬M3

    乙公司用氣量=△Vb（B）－V反轉(zhuǎn)量b

    =800－（200－150）/2×800/200=800－100=700萬M3

  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△Vb－V反轉(zhuǎn)量b=700萬M3。然而這種方式忽略了一個(gè)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(jì)算方式應(yīng)該是：

正解：甲公司用氣量=△Vb（A）－△Vb（B）+2×V反轉(zhuǎn)量b=1000－800+2×（200－150）/2×800/200=400萬M3

    乙公司用氣量=△Vb（B）－V反轉(zhuǎn)量b

    =800－（200－150）/2×800/200=800－100=700萬M3

  也就是說A氣源1000+C氣源100=1100萬M3，才是丙公司的真實(shí)供氣量。這只是其中一月的結(jié)算量，如果逐月累計(jì)下去，氣量也是相當(dāng)驚人。

  隨著問題一步步深入，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型的單反計(jì)量?jī)x表，儀表廠家也認(rèn)可了此種說法。

廠家提出4種解決方案：

（1）對(duì)目前使用的該類型儀表做實(shí)驗(yàn)，采取比較簡(jiǎn)易的實(shí)驗(yàn)方法來驗(yàn)證其先前提出的計(jì)算公式的正確性及反向計(jì)量的精度及準(zhǔn)確性。

（2）采用雙向（正反）計(jì)量的渦輪流量計(jì)。但據(jù)上海公司試用此表反映，在零點(diǎn)漂移處，計(jì)量會(huì)有問題。而在B處，恰恰就是壓力平衡點(diǎn)處，所以這種選擇也有風(fēng)險(xiǎn)，且該表價(jià)格是目前使用的儀表的2倍，體積較大，在B處安裝會(huì)有實(shí)際困難。

（3）采用超聲波流量計(jì)，其優(yōu)點(diǎn)是計(jì)量精度高，能夠準(zhǔn)確正反計(jì)量。但它的缺點(diǎn)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(jì)。

（4）在該處實(shí)行計(jì)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，另外一套計(jì)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，又能夠確保計(jì)量。這里有一個(gè)難題需要解決，流量不能超限。根據(jù)該處計(jì)量表2年的歷史數(shù)據(jù)，zui大流量為了4000M2/小時(shí)（標(biāo)況），適行壓力為0.3MPa，儀表的流量zui大為6500M3/小時(shí)（工況），換算成標(biāo)況為19500M3/小時(shí)；再預(yù)仨zui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(yù)期負(fù)荷。故該方案是切實(shí)可行，經(jīng)濟(jì)合理，相關(guān)各方均會(huì)接受的。

  對(duì)方案1存疑、曾經(jīng)與廠家在常溫常壓下做過一次實(shí)驗(yàn)。選用兩塊檢定合格的渦輪表及腰輪表，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(duì)比分析。利用一大功率的鼓風(fēng)機(jī)，對(duì)串聯(lián)的渦輪及腰輪表送風(fēng)，模擬管道輸氣，鼓風(fēng)機(jī)可調(diào)節(jié)風(fēng)速。

  如果以腰輪表為基表，渦輪表正轉(zhuǎn)時(shí)，其計(jì)量為正偏差，在0～3.5區(qū)間；渦輪表反轉(zhuǎn)時(shí)，其計(jì)量為負(fù)偏差，其區(qū)間在0～負(fù)5.6。也就是說，根據(jù)目前的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，該進(jìn)口腰輪表反轉(zhuǎn)時(shí)，計(jì)量偏慢。這與zui初大家的設(shè)想剛好相反，也與我對(duì)渦輪表的了解和理解相去甚遠(yuǎn)，權(quán)作參考。如果要進(jìn)一步的證明，應(yīng)該盡可能模擬現(xiàn)場(chǎng)的各項(xiàng)數(shù)據(jù)及場(chǎng)景，來保證實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的性，有效性。

3 結(jié)論

  針對(duì)B處的特殊情況，筆者曾查閱了大量的相關(guān)文獻(xiàn)，到目前為止，沒有類似的情況記載或分析。也咨詢了多家計(jì)量?jī)x表廠家的專業(yè)人員，包括該國(guó)外進(jìn)口儀表銷售商的相關(guān)人員，他們也只能提供經(jīng)驗(yàn)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(jì)量仍然未得到*的解決，雖然離真相越來越近，但由于現(xiàn)況的錯(cuò)綜復(fù)雜，揭露真相仍需努力。套用一句中山的話：革命尚未成功，同志仍需努力。

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