淺談差壓式流量計(jì)
淺談差壓式流量計(jì)
差壓式流量計(jì)是基于流體流動的節(jié)流原理。在流體管道內(nèi)，當(dāng)流體流過孔板、噴嘴等節(jié)流件時(shí)，產(chǎn)生局部收縮，部分位能轉(zhuǎn)化為動能，收縮截面處流體的平均流速增加，靜壓力減小，在節(jié)流件前后產(chǎn)生靜壓差。流體的流量愈大，這個(gè)靜壓差也愈大，兩者之間成一一對應(yīng)的關(guān)系，測出節(jié)流件前后的壓差 △p，就可間接地測出流體的流量。節(jié)流件前后的壓差 △p與流量 q的關(guān)系是 q = k*（△p） 1/2（k——與被測流體—性質(zhì)、參數(shù)及節(jié)流件有關(guān)的參數(shù)）。
差壓式流量計(jì)主要由標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置、差壓信號管路、管路上的一次閥、二次閥、平衡閥、差壓變送器和顯示儀表組成。要想使差壓流量測量系統(tǒng)能準(zhǔn)確測量，應(yīng)保證標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置正確安裝、儀表管路及閥門正常投用、差壓變送器正常工作及顯示儀表正常工作。
1保證標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置的正確安裝
標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置能否正確安裝，決定能否得到正確的差壓 △p信號，從而影響能否準(zhǔn)確顯示流量的大小。標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置的安裝應(yīng)符合以下條件：
1）節(jié)流件開孔應(yīng)與管道中心同心，在兩個(gè)互相垂直的對角線方向上，測量環(huán)室邊緣與法蘭邊緣距離之差不應(yīng)大于 1毫米。
2）節(jié)流裝置端面應(yīng)與管道軸線垂直。
3）節(jié)流裝置只能安裝在直管段內(nèi)，其前方最小直管段長度根據(jù)管道的局部阻力、有無截門等情況而不同，其值可從專門的圖表中查得；而其后部的直管段長度一般應(yīng)大于 5d（d為管道內(nèi)徑）。
4）節(jié)流裝置前的管道內(nèi)徑應(yīng)在靠近節(jié)流裝置和距節(jié)流裝置 2d的兩個(gè)截面上分別進(jìn)行四次測量，其算術(shù)平均值與設(shè)計(jì)值之差為：當(dāng) m≤0.3（m為開孔面積）時(shí)，不超過 3%；當(dāng) 0.3＜m≤0.5時(shí)，不超過 1%；當(dāng) m＞0.5時(shí)，不超過 0.5%。每次單獨(dú)測量的結(jié)果與上述四次測量的平均值比較：當(dāng) m≥0.3時(shí)，偏差不超過 ±0.5%；當(dāng) m＜0.3時(shí)，偏差不超過 ±2%。
5）由于節(jié)流件取壓口裝設(shè)在夾緊環(huán)或環(huán)室上，因此在安裝節(jié)流件時(shí)，如被測介質(zhì)為液體時(shí)應(yīng)考慮到防止氣體進(jìn)入導(dǎo)壓管，如被測介質(zhì)為氣體時(shí)應(yīng)考慮到防止不和臟物進(jìn)入導(dǎo)壓管。
6）若安裝節(jié)流裝置的管道處于水平或傾斜位置，則取壓口位置的選擇如下：當(dāng)被測介質(zhì)為液體時(shí)，取壓口應(yīng)在管道下方；當(dāng)被測介質(zhì)為氣體時(shí)，取壓口應(yīng)在管道上方。如安裝節(jié)流裝置的管道處于垂直位置時(shí)，則取壓口位置可任意選擇。
7）對于測量蒸汽流量的節(jié)流裝置，在節(jié)流件取壓口裝設(shè)有冷凝器，其作用是使節(jié)流件與差壓計(jì)之間導(dǎo)壓管中的被測蒸汽冷凝，并使正負(fù)壓導(dǎo)管中的冷凝液面有相等的恒定高度。為此，節(jié)流件取壓口位置的選擇，對于水平或傾斜管道，應(yīng)在管道中心以上。對于垂直管道，則取壓口位置可以任意選擇，而下面的冷凝器應(yīng)向上移，以使正負(fù)壓的冷凝液面處于相同的高度。
8）對于新安裝的管道，節(jié)流件必須在管道沖潔凈后才能進(jìn)行安裝。沖洗時(shí)可用與節(jié)流件夾緊環(huán)或相同厚度的臨進(jìn)墊圈代替。
9）在節(jié)流裝置前后長度為 2d20的一段管道內(nèi)壁上，不得有任何凹坑和肉眼可見的突出物，如旱縫，溫度計(jì)套管等。
10）當(dāng)節(jié)流裝置前后裝有溫度計(jì)套管時(shí)，二者之間必須有一定的距離，其大小可根據(jù)溫度計(jì)套管直徑 d決：當(dāng) d≤0.04d時(shí)，距離應(yīng)大于 5d；當(dāng) 0.13d≤ d≤0.18d時(shí)，距離應(yīng)大于 30d。
2保證儀表管路及閥門正常投用
儀表管路安裝應(yīng)符合以下條件：
1）儀表導(dǎo)管管路應(yīng)能抗腐蝕，一般采用鋼管或銅管，其內(nèi)徑應(yīng)在 12毫米～15毫米之間。2）管路總長度一般不超過 50米和不小于 3米。若被測介質(zhì)溫度高于 100℃時(shí)，則長度不應(yīng)小于 6米。3）應(yīng)根據(jù)被測介質(zhì)的壓力采用耐壓強(qiáng)度足夠的儀表管。一般汽水取樣多用無縫鋼管，測量風(fēng)量等微壓介質(zhì)時(shí)可用優(yōu)質(zhì)瓦斯管。導(dǎo)管敷設(shè)完畢后，應(yīng)作嚴(yán)密性試驗(yàn)或耐壓試驗(yàn)。4）儀表管路的裝設(shè)應(yīng)保持垂直，或與水平之間有不小于 1%～10%的傾斜角度，整個(gè)儀表管路應(yīng)向同一方向傾斜；應(yīng)根據(jù)具體情況在表管處裝設(shè)排氣門，或在處裝設(shè)放水門。5）敷設(shè)儀表管路時(shí)，每隔 1～2米應(yīng)有固定卡子。多根儀表管束一起敷設(shè)時(shí)，應(yīng)排列整齊。敷設(shè)易燃易爆介質(zhì)的表管時(shí)，應(yīng)注意隔熱和防火。6）儀表管穿越樓板、平臺鐵板時(shí)，應(yīng)加裝護(hù)管或留有富裕的孔口，并定期進(jìn)行磨損檢查。7）管路拐彎處應(yīng)均勻彎曲和不得變扁，彎曲半徑不得小于管子外徑的 8～10倍。8）兩根導(dǎo)管應(yīng)并排敷設(shè)并處于同一環(huán)境溫度中。9）導(dǎo)壓管路應(yīng)油漆，并有注明用途、名稱的標(biāo)牌，必要時(shí)可刷色標(biāo)。10）差壓計(jì)裝在節(jié)流裝置的上方或下方時(shí)，管道敷設(shè)有特殊要求，安裝前可參看有關(guān)技術(shù)資料。在系統(tǒng)使用中，為保證差壓信號能準(zhǔn)確送到變送器的正、負(fù)壓室，應(yīng)使一次閥門、二次閥門開啟，平衡門關(guān)閉，同時(shí)所有儀表管路及閥門都不能有漏、有堵。
3保證差壓變送器正常工作
差壓變送器用來將差壓信號轉(zhuǎn)化成相應(yīng)的電流信號，它能否準(zhǔn)確轉(zhuǎn)換直接影響到流量測量的準(zhǔn)確性。為保證差壓變送器能正常工作，應(yīng)定期對其進(jìn)行檢定。具體檢定項(xiàng)目及須達(dá)到的要求如下：
1）儀表外觀。表體整潔、銘牌完好，零部件完好無損。
2）基本誤差。差壓變送器的誤差不能超過其允許基本誤差。
3）回程誤差。差壓變送器的回程誤差不得超過允許基本誤差的值。
4）密封性。差壓變送器在承受額定工作壓力時(shí)，不得有泄漏及損壞現(xiàn)象。
5）靜壓誤差。當(dāng)差壓變送器無測量信號時(shí)，應(yīng)能承受向正、負(fù)壓室同時(shí)施加的額定工作壓力。工作壓力自零增大到額定工作壓力值和從額定工作壓力下降到零時(shí)，靜壓誤差不得超過規(guī)程中的誤差
6）恒流性能。當(dāng)負(fù)載電阻在差壓變送器允許范圍內(nèi)變化時(shí)，其輸出電流的變化不應(yīng)超過允許基本誤差的值。
7）電源電壓在 190~240伏范圍內(nèi)變化時(shí)，變送器輸出電流的變化不應(yīng)超過允許基本誤差的值。
8）電源中斷再現(xiàn)性。當(dāng)差壓變送器切斷電源 1分鐘后，重新通電時(shí)，輸出電流變化不應(yīng)超過允許基本誤差的值之半。
9）絕緣性。差壓變送器的絕緣電阻應(yīng)符合下列規(guī)定：輸出端子對機(jī)殼不小于 20毫歐，電源端子對機(jī)殼不小于 50毫歐，電源端子對輸出端子不小于 50毫歐。
10）穩(wěn)定度。差壓變送器的穩(wěn)定度不應(yīng)超過允許基本誤差的值。
11）超負(fù)荷。差壓變送器應(yīng)能承受量程的 125%的超負(fù)荷試驗(yàn)，試驗(yàn)后仍符合全部技術(shù)要求。
12）小信號切除性能。在切除過程中，差壓變送器的輸出值不允許有緩慢變化及停滯現(xiàn)象。
4保證顯示儀表正常工作
對于不同流體的流量，要求配用不同類型的流量顯示儀表。對于不可壓縮的液體流量，其流量 q = k*（△p） 1/2，其中系數(shù) k基本不會隨介質(zhì)壓力溫度的變化而變化，故配用的流量顯示儀表只須有開方功能即可。而在實(shí)際運(yùn)行過程中，蒸汽的壓力、溫度是經(jīng)常波動的，從而導(dǎo)致被測介質(zhì)密度改變，此時(shí)流量 q與差壓 △p就不是簡單的開方關(guān)系，而是還含有密度等參數(shù)的影響。此時(shí)，若要測量該蒸汽的流量，要求系統(tǒng)應(yīng)加裝該蒸汽的溫度、壓力變送器，對其進(jìn)行蒸汽密度的自動校正。此時(shí)配用的流量顯示儀表應(yīng)具有溫度、壓力的補(bǔ)償功能。對于流量顯示儀表也應(yīng)按規(guī)定進(jìn)行定期校驗(yàn)，使其達(dá)到技術(shù)要求。
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