提高差压式流量测量系统的准确性

1、提高差压式流量测量系统的准确性    【摘要】流体的流量是工业生产中一项重要的参数，差压式流量测量作为流量测量最广泛使用的一种方法，其准确测量对工业监视与自动控制有重要意义。文章简要分析了差压式流量测量系统的工作原理，对如何提高该测量系统的准确性进行了深入的研究。【关键词】差压；流量；测量；准确性流体（水、蒸汽、燃料油等）的流量直接反映设备效率、负荷高低等运行情况，因此连续监视流体的流量对于设备的安全、经济运行有着重要意义。差压式流量测量系统能将信号远距离传输，便于运行集中监视，也能供自动控制系统使用。因此保证差压式流量测量系统的准确性是保证机组安全、经

2、济运行的重要基础之一。差压式流量测量系统是基于流体流动的节流原理。在流体管道内，当流体流过孔板、喷嘴等节流件时，产生局部收缩，部分位能转化为动能，收缩截面处流体的平均流速增加，静压力减小，在节流件前后产生静压差。流体的流量愈大，这个静压差也愈大，两者之间成一一对应的关系，测出节流件前后的压差P，就可间接地测出流体的流量。节流件前后的压差P与流量q的关系是q = K*（P）1/2（K与被测流体性质、参数及节流件有关的参数）。差压式流量测量系统主要由标准节流装置、差压信号管路、管路上的一次阀、二次阀、平衡阀、差压变送器和显示仪表组成。要想使差压流量测量系统能准确测量，应保证标准

3、节流装置正确安装、仪表管路及阀门正常投用、差压变送器正常工作及显示仪表正常工作。      一、保证标准节流装置的正确安装标准节流装置能否正确安装，决定能否得到正确的差压P信号，从而影响能否准确显示流量的大小。标准节流装置的安装应符合以下条件：（1）节流件开孔应与管道中心同心，在两个互相垂直的对角线方向上，测量环室边缘与法兰边缘距离之差不应大于1mm。（2）节流装置端面应与管道轴线垂直。（3）节流装置只能安装在直管段内，其前方最小直管段长度根据管道的局部阻力、有无截门等情况而不同，其值可从专门的图表中查得；而其后部的直管段长度一般应大

4、于5D（D为管道内径）。（4）节流装置前的管道内径应在靠近节流装置和距节流装置2D的两个截面上分别进行四次测量，其算术平均值与设计值之差为：当m0.3（m为开孔面积）时，不超过3%；当0.3m0.5时，不超过1%；当m0.5时，不超过0.5%。每次单独测量的结果与上述四次测量的平均值比较：当m0.3时，偏差不超过±0.5%；当m0.3时，偏差不超过±2%。（5）由于节流件取压口装设在夹紧环或环室上，因此在安装节流件时，如被测介质为液体时应考虑到防止气体进入导压管，如被测介质为气体时应考虑到防止不和脏物进入导压管。（6）若安装节流装置的管道处于水平或倾斜位置，则取压口位置的选

5、择如下：当被测介质为液体时，取压口应在管道下方；当被测介质为气体时，取压口应在管道上方。如安装节流装置的管道处于垂直位置时，则取压口位置可任意选择。（7）对于测量蒸汽流量的节流装置，在节流件取压口装设有冷凝器，其作用是使节流件与差压计之间导压管中的被测蒸汽冷凝，并使正负压导管中的冷凝液面有相等的恒定高度。为此，节流件取压口位置的选择，对于水平或倾斜管道，应在管道中心以上。对于垂直管道，则取压口位置可以任意选择，而下面的冷凝器应向上移，以使正负压的冷凝液面处于相同的高度。（8）对于新安装的管道，节流件必须在管道冲洁净后才能进行安装。冲洗时可用与节流件夹紧环或相同厚度的临进垫圈代替。（9）在节流装

6、置前后长度为2D20的一段管道内壁上，不得有任何凹坑和肉眼可见的突出物，如旱缝，温度计套管等。（10）当节流装置前后装有温度计套管时，二者之间必须有一定的距离，其大小可根据温度计套管直径d决：当d0.04D时，距离应大于5D；当0.13Dd0.18D时，距离应大于30D。      二、保证仪表管路及阀门正常投用仪表管路安装应符合以下条件：（1）仪表导管管路应能抗腐蚀，一般采用钢管或铜管，其内径应在12mm15mm之间。（2）管路总长度一般不超过50m和不小于3m。若被测介质温度高于100时，则长度不应小于6m。（3）应根据被测介质的

7、压力采用耐压强度足够的仪表管。一般汽水取样多用无缝钢管，测量风量等微压介质时可用优质瓦斯管。导管敷设完毕后，应作严密性试验或耐压试验。（4）仪表管路的装设应保持垂直，或与水平之间有不小于1%10%的倾斜角度，整个仪表管路应向同一方向倾斜；应根据具体情况在表管最高处装设排气门，或在最低处装设放水门。（5）敷设仪表管路时，每隔12m应有固定卡子。多根仪表管束一起敷设时，应排列整齐。敷设易燃易爆介质的表管时，应注意隔热和防火。（6）仪表管穿越楼板、平台铁板时，应加装护管或留有富裕的孔口，并定期进行磨损检查。（7）管路拐弯处应均匀弯曲和不得变扁，弯曲半径不得小于管子外径的810倍。（8）两根导管应并排

8、敷设并处于同一环境温度中。（9）导压管路应油漆，并有注明用途、名称的标牌，必要时可刷色标。（10）差压计装在节流装置的上方或下方时，管道敷设有特殊要求，安装前可参看有关技术资料。在系统使用中，为保证差压信号能准确送到变送器的正、负压室 ，应使一次阀门、二次阀门开启，平衡门关闭，同时所有仪表管路及阀门都不能有漏、有堵。      三、保证差压变送器正常工作差压变送器用来将差压信号转化成相应的电流信号，它能否准确转换直接影响到流量测量的准确性。为保证差压变送器能正常工作，应定期对其进行检定。具体检定项目及须达到的要求如下：（1）

9、仪表外观。表体整洁、铭牌完好，零部件完好无损。（2）基本误差。差压变送器的误差不能超过其允许基本误差。（3）回程误差。差压变送器的回程误差不得超过允许基本误差的绝对值。（4）密封性。差压变送器在承受额定工作压力时，不得有泄漏及损坏现象。（5）静压误差。当差压变送器无测量信号时，应能承受向正、负压室同时施加的额定工作压力。工作压力自零增大到额定工作压力值和从额定工作压力下降到零时，静压误差不得超过规程中的误差。（6）恒流性能。当负载电阻在差压变送器允许范围内变化时，其输出电流的变化不应超过允许基本误差的绝对值。（7）电源电压在190240V范围内变化时，变送器输出电流的变化不应超过允许基本误差的

10、绝对值。（8）电源中断再现性。当差压变送器切断电源1分钟后，重新通电时，输出电流变化不应超过允许基本误差的绝对值之半。（9）绝缘性。差压变送器的绝缘电阻应符合下列规定：输出端子对机壳不小于20M，电源端子对机壳不小于50M，电源端子对输出端子不小于50M。（10）稳定度。差压变送器的稳定度不应超过允许基本误差的绝对值。（11）超负荷。差压变送器应能承受量程的125%的超负荷试验，试验后仍符合全部技术要求。（12）小信号切除性能。在切除过程中，差压变送器的输出值不允许有缓慢变化及停滞现象。      四、保证显示仪表正常工作对于不同流体的流量，要求配用不同类型的流量显示仪表。对于不可压缩的液体流量，其流量q = K*（P）1/2，其中系数K基本不会随介质压力温度的变化而变化，故配用的流量显示仪表只须有开方功能即可。而在实际运行过程中，蒸汽的压力、温度是经常波动的，从而导致被测介质密度改变，此时流量q与差压P就不是简单的开方关系，而是还含有密度等参数的影响。此时，若要测量该蒸汽的流量，要求系统应加装该蒸汽的温度、压力变送器，对其进行蒸汽密度的自动校正