隨著科技不斷進(jìn)步，產(chǎn)品不斷更新，熱工儀表也在不斷的更新?lián)Q代。其中節(jié)流裝置的種類更是多到讓用戶眼花繚亂，用戶不知從何處下手選擇節(jié)流裝置的類型。今天西安華恒儀表廠家為廣大用戶帶來了差壓式流量計的誤差分析及處理的文章。

　　差壓式流量計是使用最廣泛的一種流量測量儀表，根據(jù)差壓式流量計的組成和測量原理分析測量誤差產(chǎn)生的各種原因，并針對性給出誤差消除辦法。

　　差壓式流量計是使用歷史最久，使用最廣泛的一種流量測量儀表，同時也是目前生產(chǎn)中最成熟的流量測量儀表之一。它具有原理簡明，設(shè)備簡單，無可動部件，工作可靠，壽命長，應(yīng)用技術(shù)成熟，容易掌握等特點(diǎn)。

　　節(jié)流裝置通常與差壓變送器配套使用，因此差壓流量計的測量誤差與差壓變送器的精度有直接關(guān)系。目前許多智能差壓變送器的精度最高可以達(dá)到 0.075級，但由于種種原因，在實(shí)際運(yùn)行中其測量誤差常常較大，有時甚至達(dá)到 15% ～25%，在進(jìn)行經(jīng)濟(jì)核算時，這一問題顯得尤為突出。因此，找出測量誤差產(chǎn)生的原因并盡量克服，具有重要的實(shí)際意義。筆者根據(jù)多年的工作經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)了差壓流量計誤差產(chǎn)生的一些常見原因及消除誤差的方法。

　　1、差壓式流量計的組成與工作原理

　　差壓式流量計由標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置( 如標(biāo)準(zhǔn)孔板) 、引壓管路和差壓變送器組成，如圖1 所示。常用的標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置有標(biāo)準(zhǔn)孔板節(jié)流裝置、噴嘴節(jié)流裝置、文丘利管節(jié)流裝置。標(biāo)準(zhǔn)孔板節(jié)流裝置由于其在加工制造和安裝方面最為簡單，通過長期使用，已實(shí)現(xiàn)了設(shè)計安裝計算的標(biāo)準(zhǔn)化，在應(yīng)用中廣泛采用標(biāo)準(zhǔn)孔板節(jié)流裝置。導(dǎo)壓管把差壓信號引出至差壓變送器，差壓變送器把差壓信號轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)信號輸出。

　　充滿管道的流體流經(jīng)管道內(nèi)的節(jié)流裝置，由于節(jié)流元件造成的流束局部收縮，使管中心流體流速發(fā)生變化，其靜壓力隨之變化。由于流體流經(jīng)孔板時，產(chǎn)生局部渦流損耗和摩擦阻力損失，在流束充分恢復(fù)后，靜壓力不能恢復(fù)到原來的數(shù)值。節(jié)流元件前后的靜壓差大小與流量有關(guān)，流量愈大，流束的收縮和動、靜壓能的轉(zhuǎn)換也愈顯著，則產(chǎn)生的壓差也愈大。只要測得節(jié)流元件前后的靜壓差大小，即可確定流量，這就是節(jié)流裝置測量流量的基本原理，如圖2 所示。這種測量方法是以能量守恒定律和流動連續(xù)性方程為基礎(chǔ)的。

　　體積流量公式為：

　　式中: qv為被測介質(zhì)的體積流量，m3/ h; α 為介質(zhì)的流量系數(shù)( 無量綱) ; ε 為流速膨脹校正系數(shù)( 無量綱) ; ρ1為節(jié)流裝置前的流體密度，kg/m3; δp 為節(jié)流元件前后的壓差，pa; d 為節(jié)流件開孔直徑，mm。

　　2、測量誤差產(chǎn)生的原因及消除辦法

　　簡單地說，產(chǎn)生測量誤差的原因主要有三個: 安裝不規(guī)范或錯誤安裝、維護(hù)不及時或誤操作、工藝系統(tǒng)或工況改變。

　　2.1 節(jié)流裝置安裝不規(guī)范

　　節(jié)流裝置的安裝是否滿足要求，是保證幾何相似和動力學(xué)相似的重要條件，直接關(guān)系到差壓式流量計計量準(zhǔn)確度的高低。雖然標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置是通過大量實(shí)驗(yàn)總結(jié)出來的，不需要實(shí)際標(biāo)定就可直接投產(chǎn)使用，但在安裝過程中很有可能出現(xiàn)以下幾項不規(guī)范甚至錯誤安裝的情況，從而導(dǎo)致測量誤差的產(chǎn)生。

　　（1） 節(jié)流裝置前后直管段不符合要求

　　節(jié)流裝置前后直管段的作用就是為了保證管道內(nèi)流體的流動穩(wěn)定，但由于工藝管道上常有拐彎、分叉、匯合、閥門等阻力件出現(xiàn)，使流束由穩(wěn)定變?yōu)閿_動，從而導(dǎo)致測量誤差的產(chǎn)生。消除辦法就是根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況并按照前后直管道要求，合理設(shè)計節(jié)流裝置安裝位置，而后施工。

　　（2） 節(jié)流裝置上下游面受損

　　由于節(jié)流裝置在運(yùn)輸過程中或由于施工人員安裝粗心造成其上下游面受損，從而導(dǎo)致測量誤差。消除辦法就是提高施工人員的技術(shù)素質(zhì)和責(zé)任心，在安裝前應(yīng)仔細(xì)檢查，發(fā)現(xiàn)節(jié)流裝置上下游面受損，應(yīng)及時更換; 并且在安裝過程時應(yīng)精心施工，避免損害節(jié)流裝置。

　　（3） 節(jié)流裝置上下游面裝反

　　安裝過程中應(yīng)正確辨認(rèn)管道內(nèi)介質(zhì)流向及節(jié)流裝置方向，若方向不一致則將導(dǎo)致測量值偏低。這主要是因?yàn)槭┕と藛T的粗心所致，消除辦法同上。

　　（4）不同節(jié)流裝置裝反位置

　　這種情況一般在試車階段特別容易出現(xiàn)，在試車階段，幾乎所有工藝管道需要多次吹掃，可能頻繁拆裝節(jié)流裝置; 若節(jié)流裝置大小尺寸一樣，稍不注意就會弄錯。某公司制氫裝置 fe - 800 與 fe - 801 就曾出現(xiàn)過裝反情況，剛投用時誤差都很大，經(jīng)查變送器和導(dǎo)壓管道都正常，后來利用停車機(jī)會將節(jié)流孔板拆下處理時發(fā)現(xiàn)兩節(jié)流裝置序號和編號反了，調(diào)換后均指示正常。消除辦法也同上兩項中所講。

　　（5）節(jié)流件本體未按照要求安裝

　　節(jié)流件在安裝過程中有很多標(biāo)準(zhǔn)，如應(yīng)垂直于管道軸線，其偏差不能超過1°; 節(jié)流件應(yīng)與管道、夾持件( 采用時) 同軸等。只有按照節(jié)流件的安裝要求才能保證使用時的測量精度，如果出現(xiàn)偏差則測量不準(zhǔn)。消除辦法也同上。

　　（6） 墊片的錯誤使用

　　無論是環(huán)室與法蘭還是環(huán)室與孔板之間的墊片，其內(nèi)徑尺寸最好小于管道內(nèi)徑 2 ～3 mm，以防墊片突入管道而影響介質(zhì)流動狀態(tài)。消除辦法是使用合適尺寸的墊片，并保證安裝的中心對正。

　　2.2 導(dǎo)壓管路安裝不規(guī)范

　　安裝導(dǎo)壓管路的主要目的是用來傳遞壓力，不規(guī)范安裝會造成正負(fù)壓側(cè)產(chǎn)生附加誤差，從而產(chǎn)生測量誤差。通常有以下幾個原因。

　　（1） 導(dǎo)壓管路太短或太長

　　根據(jù)一般技術(shù)規(guī)定，導(dǎo)壓管道應(yīng)在 3 ～50 m 之間，太短時測量波動大，太長則測量滯后; 且在測量液體時應(yīng)保證水平管線應(yīng)有 1∶ 12 的坡度，保證管道內(nèi)充滿液體，以免產(chǎn)生測量誤差。但在橫平豎直美觀的安裝條件下往往會與該規(guī)定相沖突。消除辦法就是保證按照技術(shù)規(guī)定和設(shè)計來施工。

　　（2）在測量蒸汽流量時，冷凝液罐的取壓端不同高

　　這種情況也會產(chǎn)生測量的額外附加誤差。消除辦法為正確安裝冷凝罐，保證取壓端等高。

　　（3）伴熱不均勻或離熱源太近，導(dǎo)致導(dǎo)壓管內(nèi)介質(zhì)汽化或密度變化

　　在北方，冬季里有些導(dǎo)壓管需要保溫，若出現(xiàn)上述情況，則會由于導(dǎo)壓管內(nèi)介質(zhì)汽化或密度變化，正負(fù)側(cè)導(dǎo)壓管傳遞壓力不一致從而產(chǎn)生測量的附加誤差。某公司制氫裝置就出現(xiàn)過這種情況，流量計 ft -204 在未送伴熱時一直指示正常，但在冬季送上伴熱后，指示經(jīng)常出現(xiàn)負(fù)值，在查找問題時發(fā)現(xiàn)伴熱管道離正導(dǎo)壓管太近，導(dǎo)致正壓側(cè)冷凝液有汽化現(xiàn)象。消除辦法就是正確安裝伴熱，合理選擇導(dǎo)壓管環(huán)境位置。

　　2.3 差壓變送器安裝不規(guī)范

　　差壓變送器安裝環(huán)境太差，如振動大、塵土大或者有強(qiáng)腐蝕性介質(zhì)。消除辦法就是按照有關(guān)技術(shù)規(guī)定選擇合適的位置來安裝變送器，若屬特殊情況必須在此環(huán)境安裝，則應(yīng)按照現(xiàn)場實(shí)際情況增加防護(hù)措施，譬如增加防護(hù)箱或者固定支架。

　　2.4 維護(hù)不及時或誤操作

　　為了保證流量計的長周期穩(wěn)定運(yùn)行，精確進(jìn)行各種計量，這就要求相關(guān)儀表人員平時精心維護(hù)。否則由于維護(hù)不及時或誤操作，都會引起測量誤差的產(chǎn)生。

　　（1）節(jié)流裝置長期受工藝介質(zhì)腐蝕和磨損導(dǎo)致變形消除辦法是要定期拆卸檢查，發(fā)現(xiàn)變形應(yīng)及時更換。

　　（2）節(jié)流裝置內(nèi)表面結(jié)垢，導(dǎo)致流通面積改變消除辦法是要定期拆卸檢查，發(fā)現(xiàn)結(jié)垢應(yīng)及時清洗或更換。

　　（3）導(dǎo)壓管堵或漏，三閥組堵或漏消除辦法: 按時巡檢，發(fā)現(xiàn)問題要及時處理，漏則用工具緊固，堵則排污清洗，用手壓泵或其他工具疏通，保證壓力的正常傳遞。

　　（4） 隔離液或冷凝液由于誤操作流失，從而產(chǎn)生附加誤差具體的消除辦法是: 對于運(yùn)行中的三閥組要嚴(yán)格按照以下兩個原則: 第一，不能讓導(dǎo)壓管內(nèi)的隔離液或冷凝液由于誤操作而流失; 第二，不能使測量膜盒單向受壓或受熱。

　　（6）變送器的零點(diǎn)漂移消除辦法是要定期校驗(yàn)變送器的零點(diǎn)和量程。

　　2.5 工藝系統(tǒng)或工況改變

　　這種問題一般情況下不會出現(xiàn)，但在實(shí)際出現(xiàn)時，則可能引起相當(dāng)大的測量誤差。例如:

　　（1）工藝實(shí)際介質(zhì)與設(shè)計時的介質(zhì)在溫度、壓力、密度、粘度等參數(shù)不一致，這樣經(jīng)補(bǔ)償后所得的流量與實(shí)際流量產(chǎn)生誤差。消除辦法是認(rèn)真核實(shí)設(shè)計資料及相關(guān)參數(shù)，并按照實(shí)際情況進(jìn)行修訂，保證測量的準(zhǔn)確性。

　　（2） 由于系統(tǒng)改造，造成流量值超出原設(shè)計上限，或者造成管道內(nèi)介質(zhì)的狀態(tài)發(fā)生改變，從而引起測量誤差。消除辦法: 根據(jù)系統(tǒng)改造后的實(shí)際情況，重新修改工藝補(bǔ)償參數(shù)，滿足工藝測量精度要求。

　　3 、總結(jié)

　　綜上所述，差壓流量計在使用中會出現(xiàn)測量誤差，可以通過以下步驟找出差壓流量計測量誤差產(chǎn)生的原因并消除: ①對于剛施工投用的流量計，其測量誤差產(chǎn)生的原因多是安裝不規(guī)范或錯誤安裝所致; ②對于長期投用的流量計，測量誤差產(chǎn)生的原因多是維護(hù)不及時或誤操作; ③對于技改后出現(xiàn)的測量誤差，多是系統(tǒng)或者工藝方面的原因。

　　相信通過以上“差壓式流量計的誤差分析及處理”的全部容，能夠使大家有一個較為全面的認(rèn)識，對選擇合適的液體節(jié)流裝置有所幫助。如有疑問，可以隨時聯(lián)系我們。