摘要：以一處計量糾紛為引子,先對渦輪表廠家提供的反轉(zhuǎn)量計算公式進(jìn)行了推導(dǎo)和演繹,再對以前的錯誤計算方式進(jìn)行了更正,***后對反轉(zhuǎn)量的準(zhǔn)確性進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)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(diǎn)、丙公司C處供氣計量點(diǎn)、甲用氣單位D閥門、甲乙用氣單位B處用氣計量分界點(diǎn)。

　　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(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套渦輪表計量設(shè)備(型號均為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(jī)械傳動與數(shù)據(jù)積算儀分別設(shè)立，合并計算，這點(diǎn)與國內(nèi)同類型產(chǎn)品有所不同，國內(nèi)的是一體式，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

 

　　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(biāo)準(zhǔn)的必備配置。但該國外儀表有5個數(shù)據(jù)有所不同：

 

　　V機(jī)(基)—機(jī)械傳動部分的體積量(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(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，V機(jī)與Vm一致，V機(jī)=Vm;當(dāng)發(fā)生反轉(zhuǎn)時，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，即V機(jī)=Vm-2×V反轉(zhuǎn)量m。舉個例子比較容易理解，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(yàn)值，即

 

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

 

　　確定了反轉(zhuǎn)量的計算公式，這只是確定甲乙兩家用氣單位用量的步。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△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(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專用型的單反計量儀表，儀表廠家也認(rèn)可了此種說法。

 

　　廠家提出4種解決方案：

 

　　(1)對目前使用的該類型儀表做實(shí)驗(yàn)，采取比較簡易的實(shí)驗(yàn)方法來驗(yàn)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(zhǔn)確性。

 

　　(2)采用專用雙向(正反)計量的渦輪流量計。但據(jù)上海公司試用此表反映，在零點(diǎn)漂移處，計量會有問題。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，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(shí)際困難。

 

　　(3)采用超聲波流量計，其優(yōu)點(diǎn)是計量精度高，能夠準(zhǔn)確正反計量。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。

 

　　(4)在該處實(shí)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，另外一套計量裝置不變，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)，***大流量為了4000M2/小時(標(biāo)況)，適行壓力為0.3MPa，儀表的流量***大為6500M3/小時(工況)，換算成標(biāo)況為19500M3/小時;再預(yù)仨***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)各方均會接受的。

 

　　對方案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)，然后對比分析。利用一大功率的鼓風(fēng)機(jī)，對串聯(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。實(shí)驗(yàn)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(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，計量偏慢。這與***初大家的設(shè)想剛好相反，也與我對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)場的各項數(shù)據(jù)及場景，來保證實(shí)驗(yàn)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，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。也咨詢了多家計量儀表廠家的專業(yè)人員，包括該國外進(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(shí)情況的錯綜復(fù)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。