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孔板流量计测量蒸汽产生误差的原因分析及解决办法

时间:2017-03-15 12:41 来源:http://www.shslgs.com 点击数:

在我公司的蒸汽流量测量中,由于蒸汽的特殊性质,测量不准确是经常发现的问题,而提高蒸汽流量测量的准确度,一直是人们追求的目标。目前我公司蒸汽测量使用孔板流量计较多,因此本文从孔板流量计的测量误差具体事例展开分析,探讨引起测量误差的主要因素及解决办法。

1 引言

 

事件介绍:我公司中压蒸汽由电厂 DN500 管线直供,电厂内两根管线上各有孔板流量计 FT101  FT102(归属电厂),蒸汽管线进至我公司内两条管线上各有孔板流量计 FT201  FT202(归属本公司),电厂每日供 10000 吨蒸汽至公司,公司表计每日计量达到 11000 吨,数据相差很大。

 

2 孔板流量计的概念及原理所谓孔板流量计,就是在管道内部加装一个中间开孔的圆板,然后测量蒸汽在孔板前后的压力差,经过计算公式,换算出蒸汽的流量。

 

因为蒸汽的流速在节流件处(孔板)形成局部收缩,流速增加,静压力降低,于是在节流件前后便产生了压差。

 

根据流动连续性方程(质量守恒定律)和伯努利方程(能量守恒定律),流量的大小与差压的大小存在一定的比例关系:

 

M2∝△P

 

M---流量△P---差压

 

通过引压管将差压信号引入差压变送器,差压变送器将差压信号送入流量积算仪,积算仪将差压信号换算成流量信号。同时通过温度和压力传感器测出蒸汽的温度和压力,积算仪根据当时的温度和压力计算出补偿后的流量。

 

制造一个孔板流量计需要以下参数:管道的口径(管径*壁厚);孔板流量计测量的介质;被测介质的工作温度;

 

被测介质的工作压力(最大压力、最小压力、正常压力);被测介质的工作流量(最大流量、最小流量、正常流量);被测介质的粘度。

 

3 流量表计误差的分析及解决办法

 

3.1 由于数据相差较大,首先怀疑表计参数设置错误变送器量程与 DCS 量程不符;变送器参数与厂家提供的流量计算说明书上提供的参

 

数不一致; 3.2 变送器零点漂移

 

如果使用时间较长,变送器的零点可能会发生漂移,如果是正漂移,显示的差压将会减小,显示的流量就会减小。如果是负漂移,显示的差压将会减小,显示的流量就会减小。

解决办法:对变送器的零点进行校正。

3.3 差压变送器的三阀组漏气

 

如果三阀组中的高压阀或平衡阀漏气,将会导致测量差压减小,测量结果就会偏低。

 

如果三阀组中的低压阀漏气,将会导致测量差压减小,测量结果就会偏低。

解决办法:如果三阀组中的高压阀门/低压阀门漏气,将该阀门进行紧固,必要时进行更换。如果三阀组中的平衡阀内漏,将该阀门进行紧固,必要时进行更换。

 变送器.jpg

3.5 上下游直管段长度不够对于传统的孔板流量计,其前后安装直管段要求分别

 

约为 20D  5D。如果上下游直管段不足,则会导致流体未充分发展,存在旋涡和流速分布剖面畸变。流速剖面畸变通常由管道局部阻碍(如阀门)或弯管所造成,而旋涡普遍是由两个或两个以上空间(立体)弯管所引起的。上下游直管段不足可以通过安装流动调整器来调整。

 

3.6 流通截面积的变化在现场使用中,孔板表面可能会粘接上一层污垢或杂质,

导致流通截面积变小,测量差压就会增大,从而测量流量增大。解决办法:检查孔板周围是否干净,对其进行清洗。

 

3.7 隔离液液位高度不等引压管中从冷凝罐到差压变送器中的液位是为了将高

 

温介质与差压变送器隔开,保护差压变送器。如果低压测液位高度低于高压测液位高度,将导致测量差压减小,测量流量就会减小;如果低压测液位高度高于高压测液位高度,将导致测量差压增大,测量流量就会增大。解决办法:检查高低侧冷凝罐的高度是否一致,如果不一致,进行校正。检查冷凝罐的高度是否高于蒸汽管道,如果低于管道,将冷凝罐的高度抬高;如果低于管道,将冷凝罐的高度抬

 

3.8 孔板厚度不符合规定标准中规定孔板厚度应介于孔板开孔厚度 0.05D 之间。如果超出这个范围,将使气体流过孔板的阻力损失增大,使计量值比实际值偏高。解决办法:检查孔板厚度,如果超出这个范围,进行更换。

 

3.9 孔板安装不正确

 

孔板的尖锐一侧应该迎着流体流向为入口端,呈喇叭口形的一侧为出口端。如果装反,显示将会偏小许多。解决办法:检查孔板安装方向,正确安装孔板。

 

3.10 孔板入口边缘被磨损如果孔板使用时间较长,特别是在被测介质夹杂固体颗

 

粒等杂物情况下,都会造成孔板的几何形状和尺寸的变化,

如果造成开孔变大或开孔边缘变钝,测量压差就会变小,流量显示就会偏低。解决办法:对孔板进行重新加工,使开口达到要求;严重时进行更换。

 

4.总结

 

经过以上步骤对电厂及公司内蒸汽流量计检查并消除故障,最终公司内流量计每日数值与电厂每日供给量偏差控制在 30 吨以内。

 

总结的说,孔板流量计的测量误差主要是由以下三个方面的原因引起的:

 

4.1 安装不规范

 

在安装孔板流量计时前,一定要把蒸汽的情况(设计温度,设计压力等),管道的情况,引压元件的情况,传感器的情况了解清楚。根据孔板流量计安装规范,制定准确的安装方案。在安装孔板流量计时,要严格按照安装方案进行施工。在安装孔板流量计后,要经常对各个安装部件进行检查,确保测量的精度。

4.2 维护不及时或误操作对孔板流量计的部件,尤其是取源部件,要经常进行位

 

置精度检查,保证差压传感器所显示的差压是孔板测得的真实差压。在平时对流量计进行操作时,要严格按照操作规程来做,避免误操作,给表计带来损坏。

 

4.3 工艺系统或工况改变在使用过程中,如果蒸汽的工况发生改变,要及时对二次仪表的参数进行修改,避免因换算错误给测量带来误差。

 

在孔板流量计的使用工程中,如果发生误差,可以从这三个方面进行分析,然后寻找解决的办法。