孔板流量計量表的誤差分析及修正

發(fā)布：2018-12-18 | 點擊：人次

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孔板流量計是一種廣泛應(yīng)用于化學(xué)工業(yè)的流量測量儀表。它在安裝、使用和維護等方面存在很多的不足,從而容易產(chǎn)生流量測量的誤差。通過對孔板流量計的研究,得出引起流量測量誤差的各種原因及相關(guān)消除方法;并通過補償和技術(shù)改造等措施對測量誤差進行了修正,從而保證了流量測量的準(zhǔn)確性和實效性。這對于孔板流量計的準(zhǔn)確計量具有一定的指導(dǎo)作用。

0引言

目前,在工業(yè)生產(chǎn)過程中,絕大部分流量測量都是采用標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置孔板與差壓變送器配套使用的[1-2]。盡管智能差壓變送器的精度zui高可達0.075級[3],但由于各種原因,其測量誤差往往很大,將它作為工業(yè)計量儀表進行使用時,這一問題顯得尤為突出。因此,查找測量誤差產(chǎn)生的原因和克服辦法,具有很重要的現(xiàn)實意義。孔板流量計主要由孔板、導(dǎo)壓管路和差壓變送器三部分構(gòu)成。孔板是流量計的節(jié)流元件,它將介質(zhì)流量轉(zhuǎn)換成差壓。差壓大小再經(jīng)導(dǎo)壓管路傳遞至差壓變送器膜盒的正負壓室,正負壓室的隔離膜片通過硅油填充液將差壓傳遞給測量膜片,使得測量膜片左右偏移。測量膜片作為電容式差壓變送器差動電容的一個電極,與兩固定電極組成差動電容器。測量膜片的左右偏移改變了差動電容的大小,將差動電容加到差壓變送器的電路中,再經(jīng)放大變換成4~20mA標(biāo)準(zhǔn)信號,并以流量的形式顯示出來。

1..測量誤差產(chǎn)生的原因及消除辦法

簡單地說,測量誤差主要是由安裝不規(guī)范、維護不及時或誤操作、工藝系統(tǒng)或工況改變這三個原因引起的。

1.1..孔板安裝不規(guī)范

雖然標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置孔板的設(shè)計計算是通過大量實驗總結(jié)出來的[5],不需要實際標(biāo)定就可直接投入使用,但在安裝過程中有可能出現(xiàn)以下幾項不規(guī)范甚至錯誤的情況,從而導(dǎo)致測量誤差的產(chǎn)生。

孔板前后直管段不符合要求:孔板前后直管段的作用就是為了保證管道內(nèi)流體的流動穩(wěn)定,但由于工藝管道上常有拐彎、分叉、匯合等阻力件出現(xiàn),使流體由穩(wěn)定變?yōu)閿_動,從而導(dǎo)致測量誤差。消除辦法就是按照前后直管道要求,合理設(shè)計節(jié)流裝置的安裝位置。

孔板片上下游面受損或孔板法蘭墊片凸出管道內(nèi):在運輸孔板或施工人員安裝孔板過程中,容易造成上下游面受損或法蘭墊片凸出管道內(nèi),從而導(dǎo)致測量誤差。消除辦法就是提高施工人員的技術(shù)素質(zhì)和責(zé)任心。施工人員在安裝孔板前應(yīng)仔細檢查孔板片,若發(fā)現(xiàn)孔板片上下游面受損,應(yīng)及時更換;在安裝孔板過程中應(yīng)避免損壞孔板片;安裝法蘭墊片時,要使法蘭墊片中心線和管道中心線一致。

標(biāo)準(zhǔn)孔板上下游面反裝:安裝前,應(yīng)正確辨認管道內(nèi)介質(zhì)流向及孔板方向,否則將導(dǎo)致測量值偏低。這是因為施工人員的粗心所致,消除辦法就是在安裝孔板時,使孔板上標(biāo)有..+..的面處在流向的上游側(cè)。..不同孔板裝錯位置:這種情況一般在試車階段特別容易出現(xiàn)。在試車階段,各工藝管道需要多次吹掃,頻繁拆裝孔板。若孔板尺寸一樣,稍不注意就會出現(xiàn)差錯,調(diào)換孔板即可恢復(fù)正常。

1.2..導(dǎo)壓管路安裝不規(guī)范

導(dǎo)壓管路的主要作用是用來傳遞孔板產(chǎn)生的差壓。導(dǎo)壓管路安裝不規(guī)范會造成差壓變送器的正負壓側(cè)產(chǎn)生附加誤差,從而產(chǎn)生測量誤差。

根據(jù)一般技術(shù)規(guī)定,導(dǎo)壓管路的敷設(shè)長度應(yīng)在3~50m之間。導(dǎo)壓管路太短,流量測量波動大;太長,則產(chǎn)生測量滯后。在測量液體流量時,敷設(shè)導(dǎo)壓管路應(yīng)保證水平管線有1..12的坡度,使得管道內(nèi)充滿液體,以免產(chǎn)生測量誤差。消除辦法就是按照技術(shù)規(guī)定和設(shè)計施工。在測量蒸汽流量時,導(dǎo)壓管路中正負壓側(cè)冷凝液罐的取壓端不等高。這種情況會產(chǎn)生附加靜壓誤差。消除辦法為正確安裝冷凝罐,以保證取壓端等高。在設(shè)計導(dǎo)壓管路的取壓方式時,根據(jù)測量介質(zhì)為液體、氣體或蒸汽的不同,一定要按照有關(guān)原則進行設(shè)計。除了要注意取壓口的方向之外,還應(yīng)根據(jù)實際情況增加集氣器、沉降器或冷凝器[6]。

1.3..差壓變送器安裝不規(guī)范

差壓變送器安裝環(huán)境太差,如震動大、塵土大或者有強腐蝕性的介質(zhì)。消除辦法就是按照有關(guān)技術(shù)規(guī)定選擇合適的位置來安裝變送器;若必須在特殊情況的環(huán)境下安裝,則應(yīng)按照現(xiàn)場實際情況增加防護措施,如增加防護箱或者固定支架。

1.4..孔板變形或結(jié)垢

孔板在試車吹掃過程中未及時取下,被管道中雜物沖擊變形;孔板長期受工藝介質(zhì)腐蝕和沖刷造成一定程度的變形。孔板變形使得孔板產(chǎn)生的差壓值出現(xiàn)偏差。消除的辦法是要定期拆卸檢查,發(fā)現(xiàn)變形應(yīng)及時更換?？装逶跍y量蒸汽、易固化的介質(zhì)時,孔板內(nèi)表面會結(jié)垢,使得孔板開孔尺寸變小,孔板產(chǎn)生的差壓值變大,出現(xiàn)測量誤差。消除辦法是要定期拆卸檢查,發(fā)現(xiàn)結(jié)垢應(yīng)及時清洗。

1.5..導(dǎo)壓管路堵塞或泄漏

測量粘稠易結(jié)晶的介質(zhì)時,常因伴熱等原因造成導(dǎo)壓管、截止閥堵塞,使得輸入給差壓變送器的差壓值發(fā)生變化,產(chǎn)生測量誤差。消除辦法是按時巡檢,進行排污清洗或用手壓泵疏通。測量高壓或腐蝕性介質(zhì)時,常常會出現(xiàn)導(dǎo)壓管或接頭泄漏,造成壓力損失、產(chǎn)生差壓偏差。消除辦法是按時巡檢,堵塞漏洞。

1.6..其他原因

變送器零漂[7]

差壓變送器經(jīng)過長期的使用,零點會發(fā)生一定程度的漂移,從而產(chǎn)生偏差。通常是對變送器進行校驗來消除。

誤操作

對于設(shè)計有隔離罐或冷凝罐的流量測量,由于差壓變送器的三閥組（正壓閥、負壓閥和平衡閥構(gòu)成三閥組）操作不當(dāng),會造成介質(zhì)流失,從而產(chǎn)生附加誤差。消除辦法是在操作三閥組時,在平衡閥開啟的情況下嚴格避免正、負壓閥同時打開的狀況。這種問題一般情況下不會出現(xiàn),實際出現(xiàn)時,可能引起相當(dāng)大的測量誤差,應(yīng)引起我們極大的重視。

工況發(fā)生改變

實際工藝介質(zhì)與設(shè)計時的介質(zhì)在溫度、壓力、密度、粘度等參數(shù)方面存在不一致,這樣經(jīng)補償后所得的流量與實際流量產(chǎn)生差別。消除辦法是認真核實設(shè)計資料及相關(guān)參數(shù),并按照實際情況進行修訂,保證測量的準(zhǔn)確性。

系統(tǒng)技術(shù)改造

由于系統(tǒng)改造,造成流量值超出原設(shè)計上限,或者造成管道內(nèi)介質(zhì)的狀態(tài)發(fā)生改變,從而引起測量誤差。消除辦法是根據(jù)系統(tǒng)改造后的實際情況,重新修改工藝補償參數(shù),以滿足工藝測量精度要求。

2..結(jié)束語

通過以上所述,使我們能夠快速地找出孔板流量計測量誤差產(chǎn)生的原因并將其消除。產(chǎn)生測量誤差的原因很多,實際工作中應(yīng)區(qū)別對待。對于剛施工投用的流量計,其測量誤差產(chǎn)生的原因多是安裝不規(guī)范或錯誤安裝所致;對于長期投用的流量計,測量誤差產(chǎn)生的原因多是維護不及時或誤操作;對于技改后出現(xiàn)的測量誤差,多是系統(tǒng)或者工藝方面的原因。從應(yīng)用角度來講,上述經(jīng)驗是非常有效的。

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孔板流量計量表的誤差分析及修正