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[!--downpath--]差压流量计是历史最悠久、应用最广泛的流量测量仪表。 也是目前生产最成熟的流量测量仪表之一。 具有原理简单、设备简单、无运动部件、工作可靠、寿命长、应用技术成熟、易于掌握等特点。
节流装置通常与差压变送器配合使用,因此差压流量计的测量误差直接关系到差压变送器的精度。
目前很多智能差压变送器的精度可达0.075级。 但由于各种原因,其测量误差在实际运行中往往较大,有时甚至达到15%~25%。 在做经济计算时,这一问题尤为突出。 因此,找出测量误差的原因并设法克服它具有重要的现实意义。 笔者根据多年的工作经验,总结了差压式流量计的一些常见误差原因及排除方法。
1 差压式流量计的组成及工作原理
差压流量计由标准节流装置(如标准孔板)、压力管道和差压变送器组成,如图1所示。常用的标准节流装置有标准孔板节流装置、喷嘴节流装置和文丘里管节流装置。 标准孔板节流装置在加工、制造和安装方面是最简单的。 经过长期使用,设计和安装计算已标准化,标准孔板节流装置在应用中得到广泛应用。
导压管将差压信号引至差压变送器,差压变送器将差压信号转换为标准信号输出。
充满管道的流体流经管道内的节流装置。 由于节流元件引起流束的局部收缩,使管道中心流体的流速发生变化,其静压也随之变化。 由于流体流经孔板,会产生局部涡流损耗和摩擦阻力损耗。 流量完全恢复后,静压无法恢复到原来的值。 节流元件前后静压差的大小与流量有关。 流量越大,液流的收缩和动、静压力能的转换越显着,产生的压差也越大。 只要测量节流元件前后的静压差即可确定流量。 这就是节流装置测量流量的基本原理,如图2所示。这种测量方法是基于能量守恒定律和流量连续性方程。
2 测量误差的原因及消除方法
简单地说,造成测量误差的原因主要有三个:安装不规范或不正确、维护不及时或操作不当、工艺系统或工作条件发生变化。
2.1节流装置安装不规范
节流装置的安装是否符合要求,是保证几何相似性和动态相似性的重要条件,直接关系到差压流量计的测量精度。 标准节流装置虽然是经过大量实验总结出来的,不需要实际标定就可以直接投入生产,但在安装过程中很可能会出现以下不规范甚至安装不正确的情况,从而造成测量误差。
(1)节流装置前后直管段不符合要求
节流装置前后直管段的作用是保证管道内流体的稳定流动。 然而,由于工艺管道上经常存在弯曲、分叉、汇合、阀门等阻力部件,导致液流从稳定变为扰动,导致测量出现误差。 消除的方法是根据现场实际情况和前后直管道的要求,合理设计节流装置的安装位置,然后进行施工。
(2)节流装置上、下游表面损坏
由于运输过程中节流装置上下游表面损坏或施工人员安装不慎造成测量误差。 解决的办法是提高施工人员的技术素质和责任意识。 安装前应仔细检查。 如发现节流装置上、下游表面损坏,应及时更换; 安装过程中应小心施工,避免损坏节流装置。
(3)节流装置上下游面装反
安装过程中,应正确识别管道内介质的流向和节流装置的方向。 如果方向不一致,测量值就会偏低。 这主要是施工人员不小心造成的,排除方法同上。
(4)不同节流装置安装位置相反
这种情况在调试阶段尤其容易发生。 在调试阶段,几乎所有工艺管道都需要多次吹扫,节流装置可能会频繁拆装。 如果节流装置的尺寸相同,一不小心就会出错。 某公司制氢设备FE-800、FE-801装反。 刚投入使用时,误差非常大。 经检查,变送器及导压管均正常。 后来停机时将节流孔板拆掉。 处理过程中发现,两个节流装置的序列号和序号颠倒了。 更换后,各项指标正常。 排除方法也与上述两项相同。
(5)节气门体未按要求安装
节流件的安装工艺有多种标准。 例如,应与管道轴线垂直,其偏差不应超过1°; 节流件应与管道、卡箍件(使用时)等同轴。
只有按照节流部件的安装要求,才能保证使用过程中的测量精度。 如果有偏差,测量就会不准确。 排除方法同上。
(6)垫片使用不当
无论是环形室与法兰之间还是环形室与孔板之间的垫片,其内径最好比管道内径小2~3毫米,以防止垫片伸入管道内,影响密封性能。介质的流动状态。 解决方案是使用适当尺寸的垫片并确保安装中心对齐。
2.2 导压管道安装不规范
安装导压管道的主要目的是传递压力。 安装不当会造成正压侧和负压侧的附加误差,造成测量误差。 通常有几个原因。
(1)压力管道太短或太长
根据一般技术规定,导压管道长度应在3~50m之间。 太短,测量波动较大,太长,测量滞后; 并且在测量液体时,应保证水平管道有1:12的坡度,以保证管道内部充满液体,避免测量误差。 但在横向和纵向美观的安装条件下,往往与这一规定相冲突。 消除的方法是保证按照技术规范和设计进行施工。
(2)测量蒸汽流量时,凝结水箱受压端高度不同也会产生附加测量误差。 解决办法是正确安装冷凝罐,并保证受压端处于同一高度。
(3)伴热不均匀或距离热源太近,导致压力管内介质汽化或密度变化。
在北方,一些导压管道在冬季需要保温。 如果出现上述情况,就会因压力管道内介质的汽化或密度变化而使正、负侧压力管道传递的压力不一致,从而造成测量的附加误差。 这种情况发生在某公司制氢装置上。 当未提供伴热时,流量计 FT-204 始终指示正常。 但冬季供暖后,指示经常显示负值。 在查找问题时,发现了伴热管。 如果离正压导管太近,正压侧的冷凝水就会汽化。 解决办法是正确安装伴热,合理选择压力管道的环境位置。
2.3差压变送器安装不规范
差压变送器的安装环境太恶劣,如振动剧烈、灰尘较多或强腐蚀性介质等。 解决的办法是按照相关技术规定选择合适的位置安装变送器。 如果是特殊情况,必须在该环境下安装,则应根据现场实际情况增加防护措施密度计的测量范围是多少,如增加防护盒或固定支架等。
2.4 不及时维护或误操作
为了保证流量计长期稳定运行并进行各种测量,这就需要相关仪表人员认真维护。 否则会因维护不及时或误操作而产生测量误差。
(1)节流装置因工艺介质长期腐蚀磨损而变形。
消除的方法是定期拆卸检查。 如果发现变形,应及时更换。
(2)节流装置内表面结垢,引起流通面积变化。 消除的方法是定期拆卸检查。 如果发现水垢密度计的测量范围是多少,应及时清理或更换。
(3)导压管堵塞或泄漏。 排除三阀组堵塞或泄漏的方法:按时检查,发现问题及时处理。 如果有泄漏,请使用工具将其拧紧。 如果堵塞,请排水并清洁。 使用手动泵或其他工具将其清除。 保证压力的正常传递。
(4)因误操作导致隔离液或冷凝液流失,造成附加误差。
具体排除方法是:对于运行中的三阀组,必须严格遵循以下两个原则:一是导压管内的隔离液体或凝结水不能因误操作而流失; 第二,测量盒不能做成单向的。 压力或热量。
(5) 变送器零点漂移
解决办法是定期校验变送器的零位和量程。
2.5 工艺系统或工作条件的变化
这个问题一般不会发生,但一旦发生,可能会造成相当大的测量误差。 例如:
(1)实际工艺介质在温度、压力、密度、粘度等参数与设计介质不一致,造成补偿流量与实际流量存在误差。 解决的办法是仔细验证设计数据和相关参数,并根据实际情况进行修改,以保证测量的准确性。
(2)由于系统改造,流量值超过原设计上限,或管道内介质状态发生变化,造成测量误差。 排除方法:根据系统改造后的实际情况,重新修改过程补偿参数,以满足过程测量精度要求。
综上所述,差压式流量计在使用过程中会出现测量误差。 可以通过以下步骤找出差压式流量计测量误差的原因并消除:①对于刚刚建成投入使用的流量计,其引起的测量误差的原因大多是由于不规范或不正确造成的。安装; ②对于长期投入使用的流量计,测量误差多是由于维护不及时或误操作造成的; ③技术改造后出现的测量误差,多是由于系统或工艺原因造成的。