孔板流量计测量误差分析
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孔板流量计测量误差分析
摘要:在火电厂600MW机组中,对于流量的测量众多,其中流量计的类型也种类较多,包括孔板流量计、威力巴流量计、转子流量计、电磁流量计、超声波流量计等,测量的介质也多种多样,包括蒸汽、水、油等。某电厂投入供热,增加了蒸汽及除盐水流量,安装初期出现蒸汽流量计测量不准情况,本文结合蒸汽流量的特点分析误差产生的原因及解决方案。
关键词:流量;差压式;误差;流量计;解决;原理
一、流量的分类
流量计按其测量原理分为以下四类:
1、差压式流量计:主要利用管内流体通过节流装置时,其流量与节流装置前后的压差有一定的关系,属于这类流量计的有标准节流装置等;
2、速度式流量计:主要利用管内流体的速度来推动叶轮旋转,叶轮的转速和流体的流速成正比,属于这类流量计的有叶轮水表和涡轮式流量计等;
3、容积式流量计:主要利用流体连续通过一定容积之后进行流量累计的原理。属于这类有椭圆齿轮流量计和腰轮流量计;
二、差压式流量计测量原理
目前生产现场使用最多的为差压式流量计。
(一)差压式流量计是根据伯努利方程提供的基本原理,通过测量流体差压信号来反映流体流量的测量方法。
差压式流量计的测量原理:充满管里的流体经直线管道进入节流装置,流速将在节流处收缩,使流速加快,静压力降低,导致节流件前后产生差压。流速增大,差压也随之增大,因此,通过测量差压,可以确定流量。
1.
差压式流量计的组成
差压式流量计有节流装置、引压导管、三阀组、差压变送器和二次仪表组成。
1.
节流装置:节流装置由节流和取压装置构成。标准节流件有三种类型,即:
孔板、喷嘴、文丘利管。
2、差压变送器:差压变送器是差压式流量计中的重要组成部分,它将节流装
置的差压信号转变成电流信号,以便于二次仪表处理和运算。
3、显示仪表:显示仪表将差压变送器产生的标准电流信号及其它装置产生的
补偿信号进行开方并积算,显示瞬间流量、累计流量及其它流量。对于压力、温
度波动范围较大的测量介质,如过热蒸汽等,必须进行温度、压力补偿,对于饱
和蒸汽,应进行压力(或温度)补偿。
(三)流量小信号切除
针对利用差压测量的传感器由于有开方,所以很微小的偏差,都会有比这个
偏差大很多的量的出现。并且在小流量的时候,流量计的测量一般是不准。因为
开方器的特点是输入信号越小,放大倍数越大。为了避免小信号波动的影响,提
高开方器的使用精度,采用了小信号切除。
三、孔板流量计的选型
我公司供热蒸汽流量计与除盐水流量计采用标准孔板,以下主要针对标准孔
板的选型提出建议。选型原则如下:
1、标准孔板现场安装方式。标准孔板通常水平安装或垂直安装,标准孔板
生产厂家按用户提供安装方式生产孔板,用户现场安装时不得随意更改安装方式,以免导致测量偏差。
2、被测介质。最好能提供介质成分,以便孔板厂家选用合适材料生产节流件,
避免因选材不对,介质腐蚀节流件。
3、被测介质流量范围。需要提供最大工作流量、正常工作流量、最小工作流量
和流量单位。
一般在生产现场,都希望采用的孔板流量对应的输出差压越大越好,但从节能方
面考虑,由于随着差压的增大,压损也越大,会造成能量损失。
四、孔板流量计的安装要求
(一)基本要求
1、对于新设管路系统,必须先对管路进行吹扫后再安装标准孔板,以防管
内杂物堵塞或损伤标准孔板。
2、安装前应仔细核对标准孔板的编号、位号、规格是否与管道情况、流量
范围等参数相符。
3、标准孔板的中心线应当与管道中心线同轴。
(二)、对管路的要求
1.看你测量的是气体、液体还是蒸汽。气体取压口最好在管道上部;液体取
压口在侧面中心线以下45度范围内但不要在正下方,沉积颗粒会堵着取压口的;蒸汽的话取压口在管道侧面中心线以上45度范围内;
2.孔板方向不要弄错了,标“+”的为正向,“-”为负向,“+”是迎着流
体过来的方向。
3.正负取压口引出的导压管在任何情况下都要保持平行;
五、孔板流量计的测量误差产生的原因及消除办法
简单地说,测量误差主要是由安装不规范、维护不及时或误操作、工艺系统
或工况改变这三个原因引起的。
1.1 孔板安装不规范
虽然标准节流装置孔板的设计计算是通过大量实验总结出来的,不需要实际
标定就可直接投入使用,但在安装过程中有可能出现以下几项不规范甚至错误的
情况,从而导致测量误差的产生。
1.
、孔板前后直管段不符合要求:孔板前后直管段的作用就是为了保证管道内
流体的流动稳定,但由于工艺管道上常有拐弯、分叉、汇合等阻力件出现,使流
体由稳定变为扰动,从而导致测量误差。消除办法就是按照前后直管道要求,合
理设计节流装置的安装位置。
(2)、孔板上下游面反装:安装前,应正确辨认管道内介质流向及孔板方向,否则将导致测量值偏低。
(3)不同孔板装错位置,调换孔板即可恢复正常。
1.2 导压管路安装不规范
导压管路的主要作用是用来传递孔板产生的差压。导压管路安装不规范会造
成差压变送器的正负压侧产生附加误差,从而产生测量误差。
在测量蒸汽流量时,导压管路中正负压侧冷凝液罐的取压端不等高。这种情
况会产生附加静压误差。消除办法为正确安装冷凝罐,以保证取压端等高。
1.3 差压变送器安装不规范
差压变送器安装环境太差,如震动大、尘土大或者有强腐蚀性的介质。消除
办法就是按照有关技术规定选择合适的位置来安装变送器;若必须在特殊情况的
环境下安装,则应按照现场实际情况增加防护措施,如增加防护箱或者固定支架。
1.4 导压管路堵塞或泄漏
测量高压或腐蚀性介质时,常常会出现导压管或接头泄漏,造成压力损失、
产生差压偏差。消除办法是按时巡检,堵塞漏洞。
1.6 其他原因