剖析差壓式流量計的使用注意事項
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。可以根據測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
- 孔板入口直角銳利度;
- 節流件厚度;
- 節流件上游端面平面度;
- 取壓位置;
- 取壓口加工不規范或堵塞;
- 管徑尺寸與計算值不符;
- 節流件附近產生臺階和錯位;
- 環室尺寸不符,產生臺階或偏心;
- 焊接的焊縫突出;
- 節流件偏心(不同軸度大)。
二、管線布置的偏離
- 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;
- 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
- 孔板彎曲(變形);
- 節流件上游端面沉積臟物;
- 節流件上游測量管沉積臟物;
- 孔板入口直角邊緣變鈍,破損;
- 文丘里管內表面粗糙度變化。
四、管壁粗糙度的影響
- 管壁粗糙度增加,使流速分布曲線變陡,增大流出系數;
- 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%
|