隨著微電子技術(shù)和傳感器技術(shù)的發(fā)展以及計算機技術(shù)對儀表的滲透,孔板流量測量技術(shù)獲得了一次飛躍,其顯著的標志是差壓變送器精確度大大提高,從以前的1.5級提高到現(xiàn)在的0.1級甚至0.075級;在相對流量低于30%時,節(jié)流裝置送出的差壓信號也能達到測量精度,從而有利于流量測量量程比的擴大。其次是流量測量二次儀表實現(xiàn)智能化,不僅是數(shù)據(jù)處理能力和精確度獲得了極大的提高,更重要的是影響孔板節(jié)流式差壓流量計量程比擴大的流出系數(shù)非線性和可膨脹性系數(shù)的影響得到補償,這些都為孔板流量計測量的精確度提高創(chuàng)造了充分的條件,使測量的量程比可達到10.1。
現(xiàn)階段可提高孔板流量計量程比的幾種措施:
1、流出系數(shù)C改變時需對流量計算公式進行修正
傳統(tǒng)的節(jié)流式流量計是將流出系數(shù)C視為定值,置入現(xiàn)場的流量積算儀。要實現(xiàn)寬量程,就必須因流出系數(shù)C的改變而對流量計算公式進行修正,修正的方法是將流量計算公式中的流量Q乘以修正系數(shù)K。
2、密度.改變時需對流量計算公式進行修正當實際流體的密度.與設(shè)計時所采用的不一致時,的變化將使流量值Q改變,因此應對Q值乘以修正系數(shù)K.進行修正,在被測流體為氣體或蒸汽時,密度.的修正極為重要。K.=./.d式中,K.為密度修正系數(shù);.為工作狀態(tài)介質(zhì)密度;.d為設(shè)計狀態(tài)介質(zhì)密度(常數(shù))。.可根據(jù)實際的溫度、壓力由參數(shù)表中查得,也可根據(jù).與溫度、壓力、相對濕度等參數(shù)的函數(shù)關(guān)系(理論的或經(jīng)驗的)計算得到。在智能流量積算儀中,已經(jīng)將水蒸氣的密度表裝入內(nèi)存,通過查表可以準確地得到.值?,F(xiàn)階段智能流量積算儀如上潤集團公司W(wǎng)P系列儀表具有高速、高精度的運算功能和比較大的存貯空間,可以完成這些復雜的中間參數(shù)的實時補償計算。
3、可膨脹性系數(shù).改變時需對流量計算公式進行修正
當實際流體可膨脹性系數(shù).與設(shè)計時所采用的不一致時,的變化將使流量值Q改變,因此應對Q值乘以修正系數(shù)Kc進行修正。Kc=./.d(5)式中,可由式(3)計算得到;.d為設(shè)計狀態(tài)氣體流束膨脹系數(shù)。具體操作時,將.,P,P1填入菜單,通過面板操作寫入智能流量積算儀的內(nèi)存中,智能流量積算儀根據(jù)每個采樣周期采得各參數(shù)信號計算出Kc。
4、三種擴展方法
對于大量程比的場合,還可采用以下三種方法予以擴展。
(1)將大流量分段多路并聯(lián)組合進行測量。在流量量程變化較大的場合,往往采用不同管徑的計量管道并聯(lián)組合,通過計量管路的組合切換來適應流量的變化。
(2)更換孔板片進行測量。在不改變差壓流量計的情況下,通過更換不同開孔直徑的孔板,改變孔徑比的方法來實現(xiàn)流量測量。該方法適用于較長時間的季節(jié)性流量較大幅度改變或供氣量的突然變化致使差壓流量計超出規(guī)定使用范圍的情況。
(3)用一臺孔板流量計并聯(lián)不同量程的差壓流量計進行測量。采用同一臺孔板流量計的一次裝置,并聯(lián)兩臺或兩臺以上不同量程的差壓計進行切換測量。
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孔板流量計廣泛應用于石油、化工、冶金、電力、供熱、供水等領(lǐng)域的過程控制和測量。該產(chǎn)品是將標準孔板與多參數(shù)差壓變送器(或差壓變送器、溫度變送器及壓力變送器)配套組成的高量程比差壓流量裝置,可測量氣體、蒸汽、液體及引的流量。
孔板流量計精度控制:
1、孔板流量計進行逐臺標定,標準孔板只要設(shè)計制造參照相關(guān)標準,不需要實流標定就可以直接使用。因為流出系數(shù)可以直接由軟件算出,但是計算機計算和現(xiàn)場環(huán)境還是有一定差別的,所以,為了保證測量精度,建議對每臺流量計進行實流標定,把標定出的流出系數(shù)和計算結(jié)果進行比對,算出差值,進行修正。
2、雷諾數(shù)修正,孔板流量計的流量系數(shù)和雷諾數(shù)之間有確定的關(guān)系,當質(zhì)量流量變化時,雷諾數(shù)成正比變化,因而引起流量系數(shù)的變化。
3、溫度對孔板流量計的影響及其修正,流體溫度變化引起密度的變化,從而導致差壓和流量之間的關(guān)系變化,其次,溫度變化引起管道內(nèi)徑,孔板開孔的變化,對溫度變化的修正,就是采取溫度儀表測量現(xiàn)場溫度進而輸入到二次儀表中來修正溫度變化而導致的誤差。
4、可膨脹性校正??装辶髁坑嫓y量蒸汽,氣體流量時,必須進行流體的可膨脹性校正,具體校正系數(shù)可以參照節(jié)流裝置設(shè)計手冊。
5、蒸汽質(zhì)量流量的計算:孔板流量計測量蒸汽時,先由差壓信號求得流量值,再由蒸汽溫度,壓力值查表得出密度,來計算蒸汽流量質(zhì)量。
孔板流量計輸出信號為模擬信號,重復性不高,對整套流量計的精確度影響因素多且錯綜復雜,因此精確度提高的難度很大。
孔板流量計應用中故障如何處理呢?下面來看一下吧:
1、被測流體特性的影響
由于天然氣本身的性質(zhì),會隨著外界環(huán)境溫度的變化而發(fā)生復雜的變化,從而影響流量計的測量精度。
對于天然氣的測量,必須首先確定天然氣的工作溫度和壓力,因為外界溫度的變化,會使天然氣本身的壓力和溫度也發(fā)生變化,都有可能造成過大的密度變化和壓縮系數(shù)變化。
低密度氣體對某些測量方法呈現(xiàn)困難,此時就要改變所選擇的測量方法,或者作溫度和(或)壓力修正,以保證測量準確準確度。
2、儀表性能的影響
孔板流量計本身引起的誤差原因主要有:孔板入口直角銳利度;管徑尺寸與計算不符;孔板厚度誤差;節(jié)流件附件產(chǎn)生臺階、偏心;孔板上游端面平度;環(huán)室尺寸產(chǎn)生臺階、偏心;取壓位置;焊接、焊縫突出;取壓孔加工不規(guī)范或堵塞;節(jié)流件不同軸度等等。
這些因素都有可能影響孔板的重復性,重復性是由儀器本身原理與制造質(zhì)量所決定,它在過程控制應用中是重要的指標。而精確度除取決于重復性外,尚與量值標定系統(tǒng)有關(guān)。
3、流量計安裝的影響
管線布置的偏離造成的安裝誤差是普遍性的,其產(chǎn)生的主要原因是現(xiàn)場不能滿足直管段要求的長度。
流量計只有安裝到管道上才能對天然氣進行計量,在安裝時首先應考慮管道的布置和天然氣的流動方向,有些雖然是能雙向工作的儀表,在安裝時也要考慮正向和反向之間測量性能是否存在差異。
4、環(huán)境條件方面的影響
孔板流量計安裝之后雖能正常使用,但因所使用環(huán)境條件與預期的情況發(fā)生了改變,使儀表的一些性能參數(shù)和硬件方面也隨之發(fā)生了改變,從而會改變流量計測量結(jié)果。
孔板流量計安裝注意事項:
1、管道條件:
(1)節(jié)流件前后的直管段必需是直的,不得有肉眼可見的彎曲。
(2)裝置節(jié)流件用得直管段應該是潤滑的,如不潤滑,流量系數(shù)應乘以粗糙度修正稀疏。
(3)為保證流體的活動在節(jié)流件前1D出構(gòu)成充沛開展的紊流速度散布,而且使這種散布成平均的軸對稱形,所以
1)直管段必需是圓的,而且對節(jié)流件前2D范圍,其圓度要求其甚為嚴厲,并且有一定的圓度目標。詳細權(quán)衡辦法:
(A)節(jié)流件前OD,D/2,D,2D4個垂直管截面上,以大至相等的角間隔至多辨別測量4個管道內(nèi)徑單測值,取均勻值D。恣意內(nèi)徑單測量值與均勻值之差不得超越±0。3%
(B)在節(jié)流件后,在OD和2D地位用上述辦法測得8個內(nèi)徑單測值,恣意單測值與D比擬,其最大偏向不得超越±2%
2)節(jié)流件前后要求一段足夠長的直管段,這段足夠長的直管段和節(jié)流件前的部分阻力件方式有關(guān)和直徑比β有關(guān),見表1(β=d/D,d為孔板開孔直徑,D為管道內(nèi)徑)。
(4)節(jié)流件下游側(cè)第一阻力件和第二阻力件之間的直管段長度可按第二阻力件的方式和β=0。7(不管實踐β值是多少)取表一所列數(shù)值的1/2
(5)節(jié)流件下游側(cè)為關(guān)閉空間或直徑≥2D大容器時,則關(guān)閉空間或大容器與節(jié)流件之間的直管長不得小于30D(15D)若節(jié)流件和關(guān)閉空間或大容器之間尚有其它部分阻力件時,則除在節(jié)流件與部分阻力件之間設(shè)有附合表1上規(guī)則的最小直管段長1外,從關(guān)閉空間到節(jié)流件之間的直管段總長也不得小于30D(15D)。
孔板流量計一般由三部分組成:節(jié)流裝置、差壓變送器和流量顯示儀。在現(xiàn)場惡劣的工作條件下,節(jié)流裝置與差壓變送器及其連接部分引壓管線是使用維護的重點。