提高差壓式流量測量系統的準確性

提高差壓式流量測量系統的準確性

流體（水、蒸汽、燃料油等）的流量直接反映設備效率、負荷高低等運行情況，因此連續監視流體的流量對于設備的安全、經濟運行有著重要意義。差壓式流量測量系統能將信號遠距離傳輸，便于運行集中監視，也能供自動控制系統使用。因此保證差壓式流量測量系統的準確性是保證機組安全、經濟運行的重要基礎之一。
　　差壓式流量測量系統是基于流體流動的節流原理。在流體管道內，當流體流過孔板、噴嘴等節流件時，產生局部收縮，部分位能轉化為動能，收縮截面處流體的平均流速增加，靜壓力減小，在節流件前后產生靜壓差。流體的流量愈大，這個靜壓差也愈大，兩者之間成一一對應的關系，測出節流件前后的壓差△P，就可間接地測出流體的流量。節流件前后的壓差△P與流量q的關系是q = K*（△P）1/2（K——與被測流體性質、參數及節流件有關的參數）。
　　差壓式流量測量系統主要由標準節流裝置、差壓信號管路、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。要想使差壓流量測量系統能準確測量，應保證標準節流裝置正確安裝、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、保證標準節流裝置的正確安裝
　　標準節流裝置能否正確安裝，決定能否得到正確的差壓△P信號，從而影響能否準確顯示流量的大小。標準節流裝置的安裝應符合以下條件：（1）節流件開孔應與管道中心同心，在兩個互相垂直的對角線方向上，測量環室邊緣與法蘭邊緣距離之差不應大于1mm。（2）節流裝置端面應與管道軸線垂直。（3）節流裝置只能安裝在直管段內，其前方最小直管段長度根據管道的局部阻力、有無截門等情況而不同，其值可從專門的圖表中查得；而其后部的直管段長度一般應大于5D（D為管道內徑）。（4）節流裝置前的管道內徑應在靠近節流裝置和距節流裝置2D的兩個截面上分別進行四次測量，其算術平均值與設計值之差為：當m≤0.3（m為開孔面積）時，不超過3%；當0.3＜m≤0.5時，不超過1%；當m＞0.5時，不超過0.5%。每次單獨測量的結果與上述四次測量的平均值比較：當m≥0.3時，偏差不超過±0.5%；當m＜0.3時，偏差不超過±2%。（5）由于節流件取壓口裝設在夾緊環或環室上，因此在安裝節流件時，如被測介質為液體時應考慮到防止氣體進入導壓管，如被測介質為氣體時應考慮到防止不和臟物進入導壓管。（6）若安裝節流裝置的管道處于水平或傾斜位置，則取壓口位置的選擇如下：當被測介質為液體時，取壓口應在管道下方；當被測介質為氣體時，取壓口應在管道上方。如安裝節流裝置的管道處于垂直位置時，則取壓口位置可任意選擇。（7）對于測量蒸汽流量的節流裝置，在節流件取壓口裝設有冷凝器，其作用是使節流件與差壓計之間導壓管中的被測蒸汽冷凝，并使正負壓導管中的冷凝液面有相等的恒定高度。為此，節流件取壓口位置的選擇，對于水平或傾斜管道，應在管道中心以上。對于垂直管道，則取壓口位置可以任意選擇，而下面的冷凝器應向上移，以使正負壓的冷凝液面處于相同的高度。（8）對于新安裝的管道，節流件必須在管道沖潔凈后才能進行安裝。沖洗時可用與節流件夾緊環或相同厚度的臨進墊圈代替。（9）在節流裝置前后長度為2D20的一段管道內壁上，不得有任何凹坑和肉眼可見的突出物，如旱縫，溫度計套管等。（10）當節流裝置前后裝有溫度計套管時，二者之間必須有一定的距離，其大小可根據溫度計套管直徑d決：當d≤0.04D時，距離應大于5D；當0.13D≤d≤0.18D時，距離應大于30D。
      二、保證儀表管路及閥門正常投用
　　儀表管路安裝應符合以下條件：（1）儀表導管管路應能抗腐蝕，一般采用鋼管或銅管，其內徑應在12mm～15mm之間。（2）管路總長度一般不超過50m和不小于3m。若被測介質溫度高于100℃時，則長度不應小于6m。（3）應根據被測介質的壓力采用耐壓強度足夠的儀表管。一般汽水取樣多用無縫鋼管，測量風量等微壓介質時可用優質瓦斯管。導管敷設完畢后，應作嚴密性試驗或耐壓試驗。（4）儀表管路的裝設應保持垂直，或與水平之間有不小于1%～10%的傾斜角度，整個儀表管路應向同一方向傾斜；應根據具體情況在表管最高處裝設排氣門，或在最低處裝設放水門。（5）敷設儀表管路時，每隔1～2m應有固定卡子。多根儀表管束一起敷設時，應排列整齊。敷設易燃易爆介質的表管時，應注意隔熱和防火。（6）儀表管穿越樓板、平臺鐵板時，應加裝護管或留有富裕的孔口，并定期進行磨損檢查。（7）管路拐彎處應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。（8）兩根導管應并排敷設并處于同一環境溫度中。（9）導壓管路應油漆，并有注明用途、名稱的標牌，必要時可刷色標。（10）差壓計裝在節流裝置的上方或下方時，管道
敷設有特殊要求，安裝前可參看有關技術資料。
　　在系統使用中，為保證差壓信號能準確送到變送器的正、負壓室 ，應使一次閥門、二次閥門開啟，平衡門關閉，同時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
　　差壓變送器用來將差壓信號轉化成相應的電流信號，它能否準確轉換直接影響到流量測量的準確性。為保證差壓變送器能正常工作，應定期對其進行檢定。具體檢定項目及須達到的要求如下：（1）儀表外觀。表體整潔、銘牌完好，零部件完好無損。（2）基本誤差。差壓變送器的誤差不能超過其允許基本誤差。（3）回程誤差。差壓變送器的回程誤差不得超過允許基本誤差的絕對值。（4）密封性。差壓變送器在承受額定工作壓力時，不得有泄漏及損壞現象。（5）靜壓誤差。當差壓變送器無測量信號時，應能承受向正、負壓室同時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，靜壓誤差不得超過規程中的誤差。（6）恒流性能。當負載電阻在差壓變送器允許范圍內變化時，其輸出電流的變化不應超過允許基本誤差的絕對值。（7）電源電壓在190~240V范圍內變化時，變送器輸出電流的變化不應超過允許基本誤差的絕對值。（8）電源中斷再現性。當差壓變送器切斷電源1分鐘后，重新通電時，輸出電流變化不應超過允許基本誤差的絕對值之半。（9）絕緣性。差壓變送器的絕緣電阻應符合下列規定：輸出端子對機殼不小于20MΩ，電源端子對機殼不小于50MΩ，電源端子對輸出端子不小于50MΩ。（10）穩定度。差壓變送器的穩定度不應超過允許基本誤差的絕對值。（11）超負荷。差壓變送器應能承受量程的125%的超負荷試驗，試驗后仍符合全部技術要求。（12）小信號切除性能。在切除過程中，差壓變送器的輸出值不允許有緩慢變化及停滯現象。
      四、保證顯示儀表正常工作
　　對于不同流體的流量，要求配用不同類型的流量顯示儀表。對于不可壓縮的液體流量，其流量q = K*（△P）1/2，其中系數K基本不會隨介質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。而在實際運行過程中，蒸汽的壓力、溫度是經常波動的，從而導致被測介質密度改變，此時流量q與差壓△P就不是簡單的開方關系，而是還含有密度等參數的影響。此時，若要測量該蒸汽的流量，要求系統應加裝該蒸汽的溫度、壓力變送器，對其進行蒸汽密度的自動校正。此時配用的流量顯示儀表應具有溫度、壓力的補償功能。對于流量顯示儀表也應按規定進行定期校驗，使其達到技術要求。