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  • 剖析差壓式流量計的使用注意事項

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    一臺差壓式流量計能否可靠地運行,達到設計精確度的要求,正確使用是很重要的。盡管流量計的設計、制造及安裝等皆符合標準規定的要求,如果不注意使用問題,也可能前功盡棄,使用完全失敗。以下列舉若干應注意的問題。

        差壓式流量計的標準規定工作條件是所謂參考工作條件,這些條件在實驗室里可以滿足,但是在現場要完全滿足比較困難,可以說,偏離標準規定要求是難免的,這時重要的是要估計偏離的程度,如果能進行適當的補償(修正)是最好的,否則要加大測量誤差。

        差壓式流量計的檢測件節流裝置安裝于現場嚴酷的工作場所,在長期運行后,無論管道或節流裝置都會發生一些變化,如堵塞、結垢、磨損、腐蝕等等。檢測件是依靠結構形狀及尺寸保持信號的準確度,因此任何幾何形狀及尺寸的變化都會帶來附加誤差。麻煩的是,測量誤差的變化并不能從信號中覺察到,因此定期檢查檢測件是必要的??梢愿鶕y量介質的情況確定檢查的周期,周期的長短無法作統一規定,使用者應該根據自己的具體情況確定,有的可能要摸索一段使用時間才能掌握。

        在節流裝置設計計算任務書中要求用戶詳細填寫使用條件,這些條件在儀表投用后發生變化是難免的,因為設計者很難估計工藝過程的一些變量;例如壓力和溫度的波動。有些工藝過程剛投用與運行一段時間發生變化是正常的。另外,經常有生產產量逐漸提高的事情。以上這些都會使被測介質的物性參數發生變化。這時用戶要及時檢查工藝參數,對儀表進行修正或采取一些措施,如更換節流件,調整差壓變送器量程等等。
    偏離標準規定條件會帶來測量的附加誤差,應著重檢查以下問題。

    一、結構的偏離

    1. 孔板入口直角銳利度;
    2. 節流件厚度;
    3. 節流件上游端面平面度;
    4. 取壓位置;
    5. 取壓口加工不規范或堵塞;
    6. 管徑尺寸與計算值不符;
    7. 節流件附近產生臺階和錯位;
    8. 環室尺寸不符,產生臺階或偏心;
    9. 焊接的焊縫突出;
    10. 節流件偏心(不同軸度大)。

    二、管線布置的偏離

    1. 阻流件靠近節流裝置。阻流件類型很復雜,有單一阻流體,亦有組合式阻流件,標準僅給出幾種單一的,對于組合式阻流件還缺少試驗資料;
    2. 流動調整器的應用,使進入節流件的流動為充分發展管流,但并非隨意使用都能達到目的,如使用不當,反會帶來流場偏移、堵塞、高壓力損失等副作用。

    三、使用偏離

    1. 孔板彎曲(變形);
    2. 節流件上游端面沉積臟物;
    3. 節流件上游測量管沉積臟物;
    4. 孔板入口直角邊緣變鈍,破損;
    5. 文丘里管內表面粗糙度變化。

    四、管壁粗糙度的影響

    1. 管壁粗糙度增加,使流速分布曲線變陡,增大流出系數;
    2. 管壁粗糙度是一個難以掌握的因素,它與流體性質、管壁腐蝕、積垢等有關,隨時間而變化。
       

        下表列舉了若干偏離標準規定要求的影響。
    原 因
    節流裝置名稱
    β
    附加誤差值或影響
    1、制造中的問題
    孔板圓筒喉部太厚
    0.2
    偏離正確厚度2倍 誤差-1%
    孔板厚度太厚
    角接取壓標準孔板
    <0.7
    偏離正確厚度2倍 誤差<+1%
    偏離取壓口位置
    角接取壓標準孔板
    <0.67
    偏離角接取壓口位置0.05D,誤差-0.1%
    偏離角接取壓口位置0.5D,誤差-1.2%
    噴嘴
    <0.6
    偏離角接取壓口位置0.05D,誤差-0.5%
    偏離角接取壓口位置0.5D,誤差-2.6%
    徑距取壓標準孔板
    0.7
    下游取壓口偏離下游0.1D,誤差-1%
    下游取壓口偏離上游0.1D,誤差+1%
    取壓孔尺寸過大
    法蘭取壓標準孔板
     
    正誤差
    取壓孔口有毛刺
    所有節流裝置
     
    誤差從-30%~+30%
    支座環直徑太小
    角接取壓標準孔板噴嘴
    0.7
    0.75
    有10%不一致,誤差從-2%~+5%
    有10%不一致,誤差從-6%~+1%
    支座與法蘭間的墊片內孔過小
    標準孔板和噴嘴
     
    誤差從-60%~+60%
    裝置位置不同心
    標準孔板和噴嘴
    0.8
    偏心率0.015D,誤差-1%~+1% 最大<5%
    進口圓錐角收斂不正確
    文丘里管
     
    用12o角代替15o角,誤差+2%
    進口擴散角不正確
    文丘里管
     
    若不正確影響壓力損失
    圓錐與喉部的半徑不正確
    文丘里管
     
    若不正確,高于+1.5%
    節流件上游面粗糙
    標準孔板
    0.5
    粗糙增加是負誤差
    用水試驗ReD=20000
    d/粗糙度=80 誤差-3%
    用水試驗ReD=20000
    d/粗糙度=620 誤差-2%
    粗糙度超過規定
    文丘里管
     
    正誤差
    2、使用中的問題
    孔板變形
    標準孔板
     
    不可預見
    節流件上游有外來沉積物
    標準孔板
     
    負誤差,對較高β值,誤差增加得多
    節流件孔徑有外來物
    標準孔板
     
    正誤差,對較高β值,誤差增加得多
    脈動流
    所有節流裝置
     
    通常正誤差,誤差很大
    過低管道雷諾數
    法蘭取壓標準孔板
    0.3
    當ReD=1000,誤差-7.5%
    ReD=250,誤差-17%
    0.6
    當ReD=1000,誤差-19%
    ReD=250,誤差-26%
     
    角接或徑距取壓標準孔板
    0.3
    當ReD=1000,誤差-2.5%
    ReD=100, 誤差-14%
    0.6
    當ReD=1000,誤差-20%
    ReD=200,誤差-25%
    3、阻流件后上游直管段太短
    單個90o彎頭
    所有節流裝置
     
    誤差隨取壓口面和直管段長度而變
    同一平面的兩個90o彎頭
    角接取壓標準孔板
    0.55
    0.75
    直管段長度>4D,誤差<+0.5%
    直管段長度>4D,誤差<+3%
    不同平面的三個90o彎頭
    角接取壓標準孔板
    0.75
    直管段長度>4D,誤差<-5%
    全開球閥
    角接取壓標準孔板
    0.55
    0.75
    直管段長度>4D,誤差<+1.5%
    直管段長度>8D,誤差<+5%
    法蘭取壓和徑距取壓標準孔板
    <0.75
    直管段長度>6D,誤差<+2%
    漸擴管(在1.8D長度內,由0.5D變到D)
    角接取壓標準孔板
    0.4
    0.7
    無直管段長度,誤差-10%
    無直管段長度,誤差-50%
    漸縮管(在1D長度內,由1.25D變到D)
    角接取壓標準孔板
    0.4
    0.7
    無直管段長度,誤差-0.5%~+0.5%
    無直管段長度,誤差+2%
    溫度計套管
    標準孔板
     
    套管直徑>0.04D和直管段長度<15D,誤差<+2%
    4、阻流件后下游直管段太短
    單個90o彎頭
    角接取壓標準孔板
     
    隨取壓口面而變
    同一平面兩個90o彎頭
    角接取壓標準孔板
    0.55
    0.75
    直管段長度>1D,誤差<-2%
    直管段長度>1D,誤差<-3%
    不同平面的三個90o彎頭
    角接取壓標準孔板
    0.55
    0.75
    直管段長度>1D,誤差<-2%
    直管段長度>1D,誤差<-2.5%
    全開球閥
    角接取壓標準孔板
    0.55
    0.75
    直管段長度>1D,誤差<-0.5%
    直管段長度>1D,誤差<-1%
    節流裝置與漸縮管(在1D長度內,由1D變到0.5D)之間無下游直管段長度
    角接取壓標準孔板
    <0.4
    誤差+1%