提高差壓式流量測(cè)量系統(tǒng)的準(zhǔn)確性

提高差壓式流量測(cè)量系統(tǒng)的準(zhǔn)確性【摘要】流體的流量是工業(yè)生產(chǎn)中一項(xiàng)重要的參數(shù)，差壓式流量測(cè)量作為流量測(cè)量最廣泛使用的一種方法，其準(zhǔn)確測(cè)量對(duì)工業(yè)監(jiān)視與自動(dòng)控制有重要意義。文章簡(jiǎn)要分析了差壓式流量測(cè)量系統(tǒng)的工作原理，對(duì)如何提高該測(cè)量系統(tǒng)的準(zhǔn)確性進(jìn)行了深入的研究。

【關(guān)鍵詞】差壓；流量；測(cè)量；準(zhǔn)確性

流體的流量直接反映設(shè)備效率、負(fù)荷高低等運(yùn)行情況，因此連續(xù)監(jiān)視流體的流量對(duì)于設(shè)備的安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行有著重要意義。差壓式流量測(cè)量系統(tǒng)能將信號(hào)遠(yuǎn)距離傳輸，便于運(yùn)行集中監(jiān)視，也能供自動(dòng)控制系統(tǒng)使用。因此保證差壓式流量測(cè)量系統(tǒng)的準(zhǔn)確性是保證機(jī)組安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的重要基礎(chǔ)之一。

差壓式流量測(cè)量系統(tǒng)是基于流體流動(dòng)的節(jié)流原理。在流體管道內(nèi)，當(dāng)流體流過(guò)孔板、噴嘴等節(jié)流件時(shí)，產(chǎn)生局部收縮，部分位能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，收縮截面處流體的平均流速增加，靜壓力減小，在節(jié)流件前后產(chǎn)生靜壓差。流體的流量愈大，這個(gè)靜壓差也愈大，兩者之間成一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系，測(cè)出節(jié)流件前后的壓差△P，就可間接地測(cè)出流體的流量。節(jié)流件前后的壓差△P與流量q的關(guān)系是q=K*1/2。

差壓式流量測(cè)量系統(tǒng)主要由標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置、差壓信號(hào)管路、管路上的一次閥、二次閥、平衡閥、差壓變送器和顯示儀表組成。要想使差壓流量測(cè)量系統(tǒng)能準(zhǔn)確測(cè)量，應(yīng)保證標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置正確安裝、儀表管路及閥門正常投用、差壓變送器正常工作及顯示儀表正常工作。

一、保證標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置的正確安裝

標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置能否正確安裝，決定能否得到正確的差壓△P信號(hào)，從而影響能否準(zhǔn)確顯示流量的大小。標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置的安裝應(yīng)符合以下條件：節(jié)流件開孔應(yīng)與管道中心同心，在兩個(gè)互相垂直的對(duì)角線方向上，測(cè)量環(huán)室邊緣與法蘭邊緣距離之差不應(yīng)大于1mm。節(jié)流裝置端面應(yīng)與管道軸線垂直。節(jié)流裝置只能安裝在直管段內(nèi)，其前方最小直管段長(zhǎng)度根據(jù)管道的局部阻力、有無(wú)截門等情況而不同，其值可從專門的圖表中查得；而其后部的直管段長(zhǎng)度一般應(yīng)大于5D。節(jié)流裝置前的管道內(nèi)徑應(yīng)在靠近節(jié)流裝置和距節(jié)流裝置2D的兩個(gè)截面上分別進(jìn)行四次測(cè)量，其算術(shù)平均值與設(shè)計(jì)值之差為：當(dāng)m≤時(shí)，不超過(guò)3%；當(dāng)＜m≤時(shí)，不超過(guò)1%；當(dāng)m＞時(shí)，不超過(guò)%。每次單獨(dú)測(cè)量的結(jié)果與上述四次測(cè)量的平均值比較：當(dāng)m≥時(shí)，偏差不超過(guò)±%；當(dāng)m＜時(shí)，偏差不超過(guò)±2%。由于節(jié)流件取壓口裝設(shè)在夾緊環(huán)或環(huán)室上，因此在安裝節(jié)流件時(shí)，如被測(cè)介質(zhì)為液體時(shí)應(yīng)考慮到防止氣體進(jìn)入導(dǎo)壓管，如被測(cè)介質(zhì)為氣體時(shí)應(yīng)考慮到防止不和臟物進(jìn)入導(dǎo)壓管。若安裝節(jié)流裝置的管道處于水平或傾斜位置，則取壓口位置的選擇當(dāng)被測(cè)介質(zhì)為液體時(shí)，取壓口應(yīng)在管道下方；當(dāng)被測(cè)介質(zhì)為氣體時(shí)，取壓口應(yīng)在管道上方。如安裝節(jié)流裝置的管道處于垂直位置時(shí)，則取壓口位置可任意選擇。對(duì)于測(cè)量蒸汽流量的節(jié)流裝置，在節(jié)流件取壓口裝設(shè)有冷凝器，其作用是使節(jié)流件與差壓計(jì)之間導(dǎo)壓管中的被測(cè)蒸汽冷凝，并使正負(fù)壓導(dǎo)管中的冷凝液面有相等的恒定高度。為此，節(jié)流件取壓口位置的選擇，對(duì)于水平或傾斜管道，應(yīng)在管道中心以上。對(duì)于垂直管道，則取壓口位置可以任意選擇，而下面的冷凝器應(yīng)向上移，以使正負(fù)壓的冷凝液面處于相同的高度。對(duì)于新安裝的管道，節(jié)流件必須在管道沖潔凈后才能進(jìn)行安裝。沖洗時(shí)可用與節(jié)流件夾緊環(huán)或相同厚度的臨進(jìn)墊圈代替。在節(jié)流裝置前后長(zhǎng)度為2D20的一段管道內(nèi)壁上，不得有任何凹坑和肉眼可見(jiàn)的突出物，如旱縫，溫度計(jì)套管等。當(dāng)節(jié)流裝置前后裝有溫度計(jì)套管時(shí)，二者之間必須有一定的距離，其大小可根據(jù)溫度計(jì)套管直徑d決：當(dāng)d≤時(shí)，距離應(yīng)大于5D；當(dāng)≤d≤時(shí)，距離應(yīng)大于30D。

二、保證儀表管路及閥門正常投用

儀表管路安裝應(yīng)符合以下條件：儀表導(dǎo)管管路應(yīng)能抗腐蝕，一般采用鋼管或銅管，其內(nèi)徑應(yīng)在12mm～15mm之間。管路總長(zhǎng)度一般不超過(guò)50m和不小于3m。若被測(cè)介質(zhì)溫度高于100℃時(shí)，則長(zhǎng)度不應(yīng)小于6m。應(yīng)根據(jù)被測(cè)介質(zhì)的壓力采用耐壓強(qiáng)度足夠的儀表管。一般汽水取樣多用無(wú)縫鋼管，測(cè)量風(fēng)量等微壓介質(zhì)時(shí)可用優(yōu)質(zhì)瓦斯管。導(dǎo)管敷設(shè)完畢后，應(yīng)作嚴(yán)密性試驗(yàn)或耐壓試驗(yàn)

。儀表管路的裝設(shè)應(yīng)保持垂直，或與水平之間有不小于1%～10%的傾斜角度，整個(gè)儀表管路應(yīng)向同一方向傾斜；應(yīng)根據(jù)具體情況在表管最高處裝設(shè)排氣門，或在最低處裝設(shè)放水門。敷設(shè)儀表管路時(shí)，每隔1～2m應(yīng)有固定卡子。多根儀表管束一起敷設(shè)時(shí)，應(yīng)排列整齊。敷設(shè)易燃易爆介質(zhì)的表管時(shí)，應(yīng)注意隔熱和防火。儀表管穿越樓板、平臺(tái)鐵板時(shí)，應(yīng)加裝護(hù)管或留有富裕的孔口，并定期進(jìn)行磨損檢查。管路拐彎處應(yīng)均勻彎曲和不得變扁，彎曲半徑不得小于管子外徑的8～10倍。兩根導(dǎo)管應(yīng)并排敷設(shè)并處于同一環(huán)境溫度中。導(dǎo)壓管路應(yīng)油漆，并有注明用途、名稱的標(biāo)牌，必要時(shí)可刷色標(biāo)。差壓計(jì)裝在節(jié)流裝置的上方或下方時(shí)，管道

敷設(shè)有特殊要求，安裝前可參看有關(guān)技術(shù)資料。

在系統(tǒng)使用中，為保證差壓信號(hào)能準(zhǔn)確送到變送器的正、負(fù)壓室，應(yīng)使一次閥門、二次閥門開啟，平衡門關(guān)閉，同時(shí)所有儀表管路及閥門都不能有漏、有堵。

三、保證差壓變送器正常工作

差壓變送器用來(lái)將差壓信號(hào)轉(zhuǎn)化成相應(yīng)的電流信號(hào)，它能否準(zhǔn)確轉(zhuǎn)換直接影響到流量測(cè)量的準(zhǔn)確性。為保證差壓變送器能正常工作，應(yīng)定期對(duì)其進(jìn)行檢定。具體檢定項(xiàng)目及須達(dá)到的要求儀表外觀。表體整潔、銘牌完好，零部件完好無(wú)損?；菊`差。差壓變送器的誤差不能超過(guò)其允許基本誤差?；爻陶`差。差壓變送器的回程誤差不得超過(guò)允許基本誤差的絕對(duì)值。密封性。差壓變送器在承受額定工作壓力時(shí)，不得有泄漏及損壞現(xiàn)象。靜壓誤差。當(dāng)差壓變送器無(wú)測(cè)量信號(hào)時(shí)，應(yīng)能承受向正、負(fù)壓室同時(shí)施加的額定工作壓力。工作壓力自零增大到額定工作壓力值和從額定工作壓力下降到零時(shí)，靜壓誤差不得超過(guò)規(guī)程中的誤差。恒流性能。當(dāng)負(fù)載電阻在差壓變送器允許范圍內(nèi)變化時(shí)，其輸出電流的變化不應(yīng)超過(guò)允許基本誤差的絕對(duì)值。電源電壓在190~240V范圍內(nèi)變化時(shí)，變送器輸出電流的變化不應(yīng)超過(guò)允許基本誤差的絕對(duì)值。電源中斷再現(xiàn)性。當(dāng)差壓變送器切斷電源1分鐘后，重新通電時(shí)，輸出電流變化不應(yīng)超過(guò)允許基本誤差的絕對(duì)值之半。絕緣性。差壓變送器的絕緣電阻應(yīng)符合下列規(guī)定：輸出端子對(duì)機(jī)殼不小于20MΩ，電源端子對(duì)機(jī)殼不小于50MΩ，電源端子對(duì)輸出端子不小于50MΩ。穩(wěn)定度。差壓變送器的穩(wěn)定度不應(yīng)超過(guò)允許基本誤差的絕對(duì)值。超負(fù)荷。差壓變送器應(yīng)能承受量程的125%的超負(fù)荷試驗(yàn)，試驗(yàn)后仍符合全部技術(shù)要求。小信號(hào)切除性能。在切除過(guò)程中，差壓變送器的輸出值不允許有緩慢變化及停滯現(xiàn)象。

四、保證顯示儀表正常工作

對(duì)于不同流體的流量，要求配用不同類型的流量顯示儀表。對(duì)于不可壓縮的液體流量，其流量q=K*1/2，其中系數(shù)K基本不會(huì)隨介質(zhì)壓力溫度的變化而變化，故配用的流量顯示儀表只須有開方功能即可。而在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，蒸汽的壓力、溫度是經(jīng)常波動(dòng)的，從而導(dǎo)致