差壓式流量計的應用與誤差處理

壓式流量計是目前比較廣泛的差壓式流量計種類之一，它具有結(jié)構簡單，應用范圍廣，便于維修，且標準件便于生產(chǎn)等特點，因而廣泛的應用于石油石化行業(yè)。文章主要根據(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。

差壓式流量計廣泛應用于工業(yè)生產(chǎn)的流量計量中，在流量計量中發(fā)揮著重要作用。流量計在出廠前需要進行標定，以確定其測量精度是否符合標準。本文以長徑噴嘴流量計為例，通過標定實驗及實驗數(shù)據(jù)分析，介紹了差壓式流量計標定流程及測量原理，并結(jié)合科學合理的誤差分析方法，得出了可靠的流出系數(shù)，確定了該流量計在實際測量中的可靠性。

1 .差壓式流量計的組成與工作原理

差壓式流量計由標準節(jié)流裝置（如標準孔板）、引壓管路和差壓變送器組成。常用的標準節(jié)流裝置有標準孔板節(jié)流裝置、噴嘴節(jié)流裝置、文丘利管節(jié)流裝置。標準孔板節(jié)流裝置由于其在加工制造和安裝方面***為簡單，通過長期使用，已實現(xiàn)了設計安裝計算的標準化，在應用中廣泛采用標準孔板節(jié)流裝置。導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)換成標準信號輸出。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，在流束充分恢復后，靜壓力不能恢復到原來的數(shù)值。節(jié)流元件前后的靜壓差大小與流量有關，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。這種測量方法是以能量守恒定律和流動連續(xù)

性方程為基礎的。

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相似的重要條件，直接關系到差壓式流量計計量準確度的高低。雖然標準節(jié)流裝置是通過大量實驗總結(jié)出來的，不需要實際標定就可直接投產(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，從而導致測量誤差的產(chǎn)生。消除辦法就是根據(jù)現(xiàn)場實際情況并按照前后直管道要求，合理設計節(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，從而導致測量誤差。消除辦法就是提高施工人員技術素質(zhì)和責任心，在安裝前應仔細檢查，發(fā)現(xiàn)節(jié)流裝置上下游面受損，應及時更換；并且在安裝過程時應精心施工，避免損害節(jié)流裝置。

（3）節(jié)流裝置上下游面裝反：安裝過程中應正確辨認管道內(nèi)介質(zhì)流向及節(jié)流裝置方向，若方向不一致則將導致測量值偏低。這主要是因為施工人員粗心所致，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。某公司裝置就曾出現(xiàn)過裝反情況，剛投用時誤差都很大，經(jīng)查變送器和導壓管道都正常，后來利用停車機會將節(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

中有很多標準，如應垂直于管道軸線，其偏差不能超過1°；

節(jié)流件應與管道、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。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***好小于管道內(nèi)徑 3mm，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導壓管路安裝不規(guī)范

安裝導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）導壓管路太短或太長：根據(jù)一般技術規(guī)定，導壓管道應在 3～50m之間，太短時測量波動大，太長則測量滯后；且在測量液體時應保證水平管線應有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規(guī)定和設計來施工。

（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，導致導壓管內(nèi)介質(zhì)汽化或密度變化在北方，冬季里有些導壓管需要保溫，若出現(xiàn)上述情況，則會由于導壓管內(nèi)介質(zhì)汽化或密度變化，正負側(cè)導壓管傳遞壓力不一致從而產(chǎn)生測量的附加誤差。某公司裝置就出現(xiàn)過這種情況，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)負值，在查找問題時發(fā)現(xiàn)伴熱管道離正導壓管太近，導致正壓側(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、塵土大或者有強腐蝕性介質(zhì)。消除辦法就是按照有關技術規(guī)定選擇合適位置來安裝變送器，若屬特殊情況必須在此環(huán)境安裝，則應按照現(xiàn)場實際情況增加防護措施，譬如增加防護箱或者固定支架。

2.4維護不及時或誤操作

為了保證流量計的長周期穩(wěn)定運行，進行各種計量，這就要求相關儀表人員平時精心維護。否則由于維護不及時或誤操作，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)腐蝕和磨損導致變形消除辦法是要定期拆卸檢查，發(fā)現(xiàn)變形應及時更換。（2）節(jié)流裝置內(nèi)表面結(jié)垢，導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)垢應及時清洗或更換。

3 結(jié)語

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)生的原因多是維護不及時或誤操作.