E+H孔板流量计的误差分析及修正方法
时间:2013-11-21 阅读:2017
E+H孔板流量计主要由孔板、导压管路和差压变送器三部分构成。孔板是流量计的节流元件,它将介质流量转换成差压。差压大小再经导压管路传递至差压变送器膜盒的正负压室,正负压室的隔离膜片通过硅油填充液将差压传递给测量膜片,使得测量膜片左右偏移。测量膜片作为电容式差压变送器差动电容的一个电极,与两固定电极组成差动电容器。测量膜片的左右偏移改变了差动电容的大小,将差动电容加到差压变送器的电路中,再经放大变换成4~20mA标准信号,并以流量的形式显示出来。
1 E+H孔板流量计测量误差产生的原因及消除办法
简单地说,测量误差主要是由安装不规范、维护不及时或误操作、工艺系统或工况改变这三个原因引起的。
1.1 E+H孔板流量计的孔板安装不规范
虽然标准节流装置孔板的设计计算是通过大量实验总结出来的[5],不需要实际标定就可直接投入使用,但在安装过程中有可能出现以下几项不规范甚至错误的情况,从而导致测量误差的产生。
①孔板前后直管段不符合要求:孔板前后直管段的作用就是为了保证管道内流体的流动稳定,但由于工艺管道上常有拐弯、分叉、汇合等阻力件出现,使流体由稳定变为扰动,从而导致测量误差。消除办法就是按照前后直管道要求,合理设计节流装置的安装位置。
②孔板片上下游面受损或孔板法兰垫片凸出管道内:在运输孔板或施工人员安装孔板过程中,容易造成上下游面受损或法兰垫片凸出管道内,从而导致测量误差。消除办法就是提高施工人员的技术素质和责任心。施工人员在安装孔板前应仔细检查孔板片,若发现孔板片上下游面受损,应及时更换;在安装孔板过程中应避免损坏孔板片;安装法兰垫片时,要使法兰垫片中心线和管道中心线一致。
③孔板上下游面反装:安装前,应正确辨认管道内介质流向及孔板方向,否则将导致测量值偏低。这是因为施工人员的粗心所致,消除办法就是在安装孔板时,使孔板上标有“+”的面处在流向的上游侧。
④不同孔板装错位置:这种情况一般在试车阶段特别容易出现。在试车阶段,各工艺管道需要多次吹扫,频繁拆装孔板。若孔板尺寸一样,稍不注意就会出现差错,调换孔板即可恢复正常。
1.2 E+H孔板流量计的导压管路安装不规范
导压管路的主要作用是用来传递孔板产生的差压。导压管路安装不规范会造成差压变送器的正负压侧产生附加误差,从而产生测量误差。
根据一般技术规定,导压管路的敷设长度应在3~50m之间。导压管路太短,流量测量波动大;太长,则产生测量滞后。在测量液体流量时,敷设导压管路应保证水平管线有1∶12的坡度,使得管道内充满液体,以免产生测量误差。消除办法就是按照技术规定和设计施工。
在测量蒸汽流量时,导压管路中正负压侧冷凝液罐的取压端不等高。这种情况会产生附加静压误差。消除办法为正确安装冷凝罐,以保证取压端等高。
在设计导压管路的取压方式时,根据测量介质为液体、气体或蒸汽的不同,一定要按照有关原则进行设计。除了要注意取压口的方向之外,还应根据实际情况增加集气器、沉降器或冷凝器[6]。
1.3 E+H孔板流量计的差压变送器安装不规范
差压变送器安装环境太差,如震动大、尘土大或者有强腐蚀性的介质。消除办法就是按照有关技术规定选择合适的位置来安装变送器;若必须在特殊情况的环境下安装,则应按照现场实际情况增加防护措施,如增加防护箱或者固定支架。
1.4 孔板变形或结垢
孔板在试车吹扫过程中未及时取下,被管道中杂物冲击变形;孔板长期受工艺介质腐蚀和冲刷造成一定程度的变形。孔板变形使得孔板产生的差压值出现偏差。消除的办法是要定期拆卸检查,发现变形应及时更换。
孔板在测量蒸汽、易固化的介质时,孔板内表面会结垢,使得孔板开孔尺寸变小,孔板产生的差压值变大,出现测量误差。消除办法是要定期拆卸检查,发现结垢应及时清洗。
1.5 E+H孔板流量计的导压管路堵塞或泄漏
测量粘稠易结晶的介质时,常因伴热等原因造成导压管、截止阀堵塞,使得输入给差压变送器的差压值发生变化,产生测量误差。消除办法是按时巡检,进行排污清洗或用手压泵疏通。
测量高压或腐蚀性介质时,常常会出现导压管或接头泄漏,造成压力损失、产生差压偏差。消除办法是按时巡检,堵塞漏洞。
1.6 其他原因
①变送器零漂[7]
差压变送器经过长期的使用,零点会发生一定程度的漂移,从而产生偏差。通常是对变送器进行校验来消除。
②误操作
对于设计有隔离罐或冷凝罐的流量测量,由于差压变送器的三阀组(正压阀、负压阀和平衡阀构成三阀组)操作不当,会造成介质流失,从而产生附加误差。消除办法是在操作三阀组时,在平衡阀开启的情况下严格避免正、负压阀同时打开的状况。这种问题一般情况下不会出现,实际出现时,可能引起相当大的测量误差,应引起我们极大的重视。
③工况发生改变
实际工艺介质与设计时的介质在温度、压力、密度、粘度等参数方面存在不一致,这样经补偿后所得的流量与实际流量产生差别。消除办法是认真核实设计资料及相关参数,并按照实际情况进行修订,保证测量的准确性。
④系统技术改造
由于系统改造,造成流量值超出原设计上限,或者造成管道内介质的状态发生改变,从而引起测量误差。消除办法是根据系统改造后的实际情况,重新修改工艺补偿参数,以满足工艺测量精度要求。
通过以上所述,使我们能够快速地找出E+H孔板流量计测量误差产生的原因并将其消除。产生测量误差的原因很多,实际工作中应区别对待。对于刚施工投用的流量计,其测量误差产生的原因多是安装不规范或错误安装所致;对于长期投用的流量计,测量误差产生的原因多是维护不及时或误操作;对于技改后出现的测量误差,多是系统或者工艺方面的原因。从应用角度来讲,上述经验是非常有效的。