高精度污水管道流量计在提供监测数据有效性的判别技术介绍
点击次数：1553 发布时间：2020-12-24 05:44:35
近十年来，我国对重点污染源采用自动监测设备实时监测技术迅速普及，已明文规定在线数据作为排污收费的重要依据，自动监测设备在环境管理上的作用日渐凸显。为规范污染源自动监控数据的使用、管理，环保部已经出台了多项加强污染源自动监测设备管理的制度和技术标准、规范。但由于各方面原因，目前污染源废水流量自动监测数据有效性审核制度和程序还不完善，而废水流量是核定废水中污染物排放总量的主要参数，因此导致污染源废水自动监测数据无法准确反映重点污染源主要废水污染物排放的真实状况，难为总量减排提供科学依据。该文以电磁流量计为研究对象，研究高精度污水管道流量计监测数据有效性判别技术。
在系统研究了高精度污水管道流量计监测数据有效性判别技术的现状，根据电磁流量计的测量原理，在充分考虑其不确定度产生因素的基础上，以科学性和可操作性为原则，对技术检查内容做出设计，从而填补高精度污水管道流量计监测数据有效性判别技术的空白。根据设计出的技术检查内容对部分安装了电磁流量计的监测数据开展有效性判别试点工作，结果表明该技术检查内容具有较强的使用性。
1、高精度污水管道流量计使用的现状
2013年开始，根据省环保厅刷卡排污总量控制制度的要求，截至2016年年底作为废水刷卡排污系统配套设施，高精度污水管道流量计全省共安装了1700余套。
我国的电磁流量计技术标准分为下面几种，分别是流量计测量标准、流量计检定规程、校准要求、产品技术要求、性能评定方法和使用方法。其中测量标准是由建设部门颁布的，涵盖了流量计的结构、流量公式、制作、安装、水头测量、综合误差分析及维护等方面内容；计量检定规程和校准要求分别是由计量部门颁布的，主要规定了对产品规格、性能、不确定度等进行定期检测和校准，确保流量测量的不确定度在标准范围内；环保产品技术要求环保部门颁布的，规定了电磁流量计的技术要求、检验项目、试验方法、检验规则、包装、运输和贮存的要求，是流量计进入环境保护领域使用的门槛；性能评定方法和使用方法是由计量部门颁布的，规定了电磁流量计用于测量充满封闭管道中导电液体流量的使用和性能检测方法，涉及安装、运行、特性及校准。这几种技术中，测量技术标准是基础，其他标准是保证测量准确的外部质控要求。
我国目前电磁流量计的实际使用过程中真正在实施的外部指控手段只有计量部门开展的计量检定，周期一般为两年或以上。由于两次检定期间间隔时间较长，尽管管道、电磁流量计等设施一般不会产生大的问题，但存在企业生产工况变化导致的排水量和水质的变化、流量计的工作状态的变化、流量计零点漂移等因素，对废水流量监测的准确性均会产生较大的影响。而环保部门在两次检定期间缺少对电磁流量计必要的外部质控手段及规范，导致环保部门在开展自动监测数据有效性审核时，流量监测结果的有效性审核至今仍然空缺。因此，在当前的环境管理要求条件下，亟需制定符合我省的电磁流量计自动监测数据有效性判别技术规定。
2、高精度污水管道流量计监测数据有效性判别技术研究
2.1 电磁流量计监测数据有效性判别技术内容设计的基本思路
根据高精度污水管道流量计的测量原理，研究影响该方法测量不确定度的各种因素，包括：
①一次装置安装位置及安装管道的规范程度；
②测量精度的检查（零点漂移、测试比对）；
③结构尺寸的不确定值。在充分考虑上述不确定度产生因素的基础上，按照既抓住影响测量结果准确性的关键点，又须简便易行，保证流量测量数据的准确性的基本原则进行简化，对检查内容做出设计。根据设计出的检查技术内容对部分安装了电磁流量计的监测数据开展有效性判别试点。
2.2 电磁流量计监测数据有效性判别技术的基本内容
高精度污水管道流量计自动监测数据有效性判别可以看作为计量检定的期间核查，从现场计量检定技术内容、管道结构、流量计状态、日常运行维护情况、生产工况的变化等几个方面进行现场监督检查。因此本规定将工作程序分为检查流量计检定证书及设备清单、检查一次装置安装位置及安装管道、准确性试验、流量计运行维护情况、数据处理情况检查、流量的变化情况检查。
2.2.1 检查流量计检定证书及设备清单
检查内容设计：电磁流量计是否通过计量检定是保证流量测量数据准确的前提，因此开展流量计运行情况的监督检查首先要检查流量计的现场计量检定证书。电磁流量计可以通过该项的检查内容来判断流量计是否符合相关性能的要求。
检查内容：检查流量计检定证书是否由具备流量检定资质的单位出具，同时检查流量计的类型、主要参数及流量计的检定结果。现场檢查时，由排污企业出具流量计设备清单和流量计检定证书，再进行如下检查：
①对照设备清单在现场逐一察看，检查设备的完整性；
②流量计检定证书的检查内容为：出具证书的单位是否有检定资质；检定证书是否过期；不确定度检定结果是否合格。
2.2.2 检查一次装置安装位置及安装管道
检查内容设计：根据《密闭管道中导电液体流量的测量电磁流量计的性能评定方法》GB/T18659-2002中要求一次装置安装位置的上游直管段长度不小于10倍管道公称直径及下游直管段长度不小于5倍管道公称直径，考虑到公称直径在实际测量过程中较难测试，将此处公称直径的要求改为外径以便于更具可操作性，同时规定了管道外径测量方法。
检查内容：采用测量精度达5mm的卷尺测量上下游直管段长度及管道外径，管道外径应至少测量3次，3次的测点平均分布在整个直管段中以测量的平均值作为最终值。
同时考虑有效性与可操作性，将《密闭管道中导电液体流量的测量电磁流量计的性能评定方法》GB/T18659-2002中安装一次装置的管路中来排除聚集在管道中气体的措施、管道内径与流量计内径尺寸要求作为检查内容。
检查安装一次装置的管路中有无充分的措施来排除聚集在管道中的气体，以确保经过流量计的废水始终保持满管流；检查流量计上下游连接处的管道内径是否一致，且管道内径是否不小于流量计内径但不大于±3%。
在系统研究了高精度污水管道流量计监测数据有效性判别技术的现状，根据电磁流量计的测量原理，在充分考虑其不确定度产生因素的基础上，以科学性和可操作性为原则，对技术检查内容做出设计，从而填补高精度污水管道流量计监测数据有效性判别技术的空白。根据设计出的技术检查内容对部分安装了电磁流量计的监测数据开展有效性判别试点工作，结果表明该技术检查内容具有较强的使用性。
1、高精度污水管道流量计使用的现状
2013年开始，根据省环保厅刷卡排污总量控制制度的要求，截至2016年年底作为废水刷卡排污系统配套设施，高精度污水管道流量计全省共安装了1700余套。
我国的电磁流量计技术标准分为下面几种，分别是流量计测量标准、流量计检定规程、校准要求、产品技术要求、性能评定方法和使用方法。其中测量标准是由建设部门颁布的，涵盖了流量计的结构、流量公式、制作、安装、水头测量、综合误差分析及维护等方面内容；计量检定规程和校准要求分别是由计量部门颁布的，主要规定了对产品规格、性能、不确定度等进行定期检测和校准，确保流量测量的不确定度在标准范围内；环保产品技术要求环保部门颁布的，规定了电磁流量计的技术要求、检验项目、试验方法、检验规则、包装、运输和贮存的要求，是流量计进入环境保护领域使用的门槛；性能评定方法和使用方法是由计量部门颁布的，规定了电磁流量计用于测量充满封闭管道中导电液体流量的使用和性能检测方法，涉及安装、运行、特性及校准。这几种技术中，测量技术标准是基础，其他标准是保证测量准确的外部质控要求。
我国目前电磁流量计的实际使用过程中真正在实施的外部指控手段只有计量部门开展的计量检定，周期一般为两年或以上。由于两次检定期间间隔时间较长，尽管管道、电磁流量计等设施一般不会产生大的问题，但存在企业生产工况变化导致的排水量和水质的变化、流量计的工作状态的变化、流量计零点漂移等因素，对废水流量监测的准确性均会产生较大的影响。而环保部门在两次检定期间缺少对电磁流量计必要的外部质控手段及规范，导致环保部门在开展自动监测数据有效性审核时，流量监测结果的有效性审核至今仍然空缺。因此，在当前的环境管理要求条件下，亟需制定符合我省的电磁流量计自动监测数据有效性判别技术规定。
2、高精度污水管道流量计监测数据有效性判别技术研究
2.1 电磁流量计监测数据有效性判别技术内容设计的基本思路
根据高精度污水管道流量计的测量原理，研究影响该方法测量不确定度的各种因素，包括：
①一次装置安装位置及安装管道的规范程度；
②测量精度的检查（零点漂移、测试比对）；
③结构尺寸的不确定值。在充分考虑上述不确定度产生因素的基础上，按照既抓住影响测量结果准确性的关键点，又须简便易行，保证流量测量数据的准确性的基本原则进行简化，对检查内容做出设计。根据设计出的检查技术内容对部分安装了电磁流量计的监测数据开展有效性判别试点。
2.2 电磁流量计监测数据有效性判别技术的基本内容
高精度污水管道流量计自动监测数据有效性判别可以看作为计量检定的期间核查，从现场计量检定技术内容、管道结构、流量计状态、日常运行维护情况、生产工况的变化等几个方面进行现场监督检查。因此本规定将工作程序分为检查流量计检定证书及设备清单、检查一次装置安装位置及安装管道、准确性试验、流量计运行维护情况、数据处理情况检查、流量的变化情况检查。
2.2.1 检查流量计检定证书及设备清单
检查内容设计：电磁流量计是否通过计量检定是保证流量测量数据准确的前提，因此开展流量计运行情况的监督检查首先要检查流量计的现场计量检定证书。电磁流量计可以通过该项的检查内容来判断流量计是否符合相关性能的要求。
检查内容：检查流量计检定证书是否由具备流量检定资质的单位出具，同时检查流量计的类型、主要参数及流量计的检定结果。现场檢查时，由排污企业出具流量计设备清单和流量计检定证书，再进行如下检查：
①对照设备清单在现场逐一察看，检查设备的完整性；
②流量计检定证书的检查内容为：出具证书的单位是否有检定资质；检定证书是否过期；不确定度检定结果是否合格。
2.2.2 检查一次装置安装位置及安装管道
检查内容设计：根据《密闭管道中导电液体流量的测量电磁流量计的性能评定方法》GB/T18659-2002中要求一次装置安装位置的上游直管段长度不小于10倍管道公称直径及下游直管段长度不小于5倍管道公称直径，考虑到公称直径在实际测量过程中较难测试，将此处公称直径的要求改为外径以便于更具可操作性，同时规定了管道外径测量方法。
检查内容：采用测量精度达5mm的卷尺测量上下游直管段长度及管道外径，管道外径应至少测量3次，3次的测点平均分布在整个直管段中以测量的平均值作为最终值。
同时考虑有效性与可操作性，将《密闭管道中导电液体流量的测量电磁流量计的性能评定方法》GB/T18659-2002中安装一次装置的管路中来排除聚集在管道中气体的措施、管道内径与流量计内径尺寸要求作为检查内容。
检查安装一次装置的管路中有无充分的措施来排除聚集在管道中的气体，以确保经过流量计的废水始终保持满管流；检查流量计上下游连接处的管道内径是否一致，且管道内径是否不小于流量计内径但不大于±3%。