孔板流量計的誤差及修正
摘要:在化學(xué)工業(yè)領(lǐng)域的生產(chǎn)過程中, 對于各種流體的流量測量工作不可或缺, 孔板流量計就是用于各種化工企業(yè)流體測量的常見儀器。文章對孔板流量計測量誤差產(chǎn)生的原因進行了分析, 并在此基礎(chǔ)上提出了修正孔板流量計誤差的重要措施, 以期提高孔板流量計的測量精度, 為相關(guān)工作人員提供一些參考。
流體流量計量是各種化工企業(yè)生產(chǎn)運營過程中的重要工作之一, 流量計量為流體供給方與需求方的貿(mào)易結(jié)算工作提供基本的數(shù)據(jù)支持, 同時也是企業(yè)生產(chǎn)部門獲知流體使用效率的主要參考對象?,F(xiàn)階段, 孔板流量計是應(yīng)用***為廣泛的流量計量儀器, 但其在安裝使用過程中仍然存在一定問題, 進而導(dǎo)致流量測量結(jié)果產(chǎn)生誤差。所以, 必須加強對孔板流量計的分析和研究, 以尋找誤差產(chǎn)生原因, 進而采取相應(yīng)措施進行修正, 從而提高孔板流量計的測量準(zhǔn)確程度。
1、孔板流量計誤差產(chǎn)生的原因:
1.1、儀表性能改變引起的誤差:
孔板入口直角的銳利程度、孔板厚度誤差以及孔板上游端面平度等孔板流量計自身因素, 都會對孔板的重復(fù)性造成影響, 而孔板流量計的重復(fù)性由其自身質(zhì)量和運用原理決定, 是過程控制應(yīng)用中的主要指標(biāo)之一。孔板流量計的度, 不僅由重復(fù)性決定, 還與量指標(biāo)定系統(tǒng)有很大關(guān)系。在具體運用過程中, 流量計的重復(fù)性常常會受到流體密度和黏度等多種因素的影響, 進而影響到測量結(jié)果的性。而如果流量計輸出特性屬于非線性, 此類影響將會更加明顯[1]。流量計輸出特性分為非線性以及有限性兩個類型, 大多數(shù)流量計的非線性誤差不會列出單獨指標(biāo), 通常包含于基本誤差范圍內(nèi)。但寬流量范圍脈沖輸出作為總量積累的流量計, 線性度是非常重要的一個指標(biāo), 使其有可能在流量范圍內(nèi)使用同一個儀表常數(shù), 線性度不良就會導(dǎo)致流量計的度降低。
1.2、被測流體特性變化引起的誤差:
當(dāng)外部環(huán)境溫度發(fā)生變化時, 流體自身性質(zhì)也會隨之改變, 這會對孔板流量計的測量結(jié)果造成一定影響。在測量流體的過程中, 步就應(yīng)明確流體的工作壓力和溫度, 受到外部環(huán)境溫度變化的影響, 流體自身的溫度和壓力也會發(fā)生一定改變, 這就會促使其壓縮系數(shù)和密度出現(xiàn)較大變化。對于密度相對較低的氣體來講, 一些測量方式難以有效運用, 這就應(yīng)采取其他合適的測量方式, 也可進行壓力或溫度修正, 從而確保測量結(jié)果的準(zhǔn)確性。所以, 在對流量計的適應(yīng)性進行評估時, 必須對流體的溫度和黏性等特征有深刻了解。盡管在溫度和壓力條件改變的情況下, 一些氣體的黏度變化較小, 但仍然能影響到流量計測量結(jié)果的準(zhǔn)確性。在利用孔板流量計測量一些含有雜質(zhì)的流體時, 這些雜質(zhì)會對流量計儀表接觸部件造成腐蝕, 促使接觸部分出現(xiàn)結(jié)垢現(xiàn)象等, 從而將活動部件的間隙進一步減少, 進而促使流量計使用性能參數(shù)發(fā)生變化, 流量計的性能及敏感度將會一定程度的降低, ***終對測量精準(zhǔn)度造成影響。
1.3、流量計安裝不合理引起的誤差:
流體管線布置的不合理常常會形成安裝誤差, 該誤差源于現(xiàn)場無法滿足直管段的長度要求。要想利用孔板流量計對流體進行有效計量, 必須將其安裝到管道上 (如圖1) 。在安裝過程中步就要對管道的布置方式以及流體的流動方向進行綜合考慮, 盡管部分流量計能夠進行雙向工作, 但在實際安裝時也必須分析兩個方面間的測量性能是否有不同之處。同時, 進口流動情況也會對大多數(shù)流量計造成一定影響, 所以一定要確保流體流動的穩(wěn)定性。輸送管道上配置的壓縮機、定排量泵等都是普遍存在的脈動源, 上游管道布置與阻流部件也會干擾流動狀態(tài)。此外, 管道直徑與方向的突然變化等, 都能產(chǎn)生一定的脈動。流量計不能及時記錄脈動流動, 就會造成測量誤差的出現(xiàn)。
圖1 孔板流量器的安裝效果圖
1.4、環(huán)境條件不良引起的誤差:
從實際情況來看, 即使孔板流量計在安裝后能夠順利使用, 但其所處環(huán)境條件發(fā)生變化后, 會促使其硬件性能以及部分性能參數(shù)也隨之出現(xiàn)變化, 進而是流量計測量結(jié)果發(fā)生改變。比如, 環(huán)境溫度的突然改變促使?jié)穸劝l(fā)生變化, 較高的濕度能夠增強電解或大氣等腐蝕力度, 并削弱電氣絕緣性能, 而較低的濕度非常容易產(chǎn)生靜電現(xiàn)象。孔板流量計的流量檢測器件會因環(huán)境溫度發(fā)生變化而受到影響。比如, 流量計儀表尺寸發(fā)生變化時, 其表殼傳熱而促使流體黏度和密度發(fā)生改變, 從而對顯示儀表的電子元件產(chǎn)生影響, 進而使測量結(jié)果的度降低。另外, 管道壁的粗糙程度變化以及雷諾數(shù)范圍不達(dá)標(biāo)等都會造成孔板流量計出現(xiàn)測量誤差。
2、提高計量精度的改進辦法:
2.1、根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)加工孔板, 選擇適當(dāng)?shù)牟顗毫砍蹋?/strong>
必須嚴(yán)格根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定來制作流量計孔板, 在使用前安裝孔板節(jié)流裝置時, 根據(jù)相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)進行安裝設(shè)計, 對孔板前阻流件的形式進行分析, 并據(jù)此配接長度合適的直管段。如果空間不足, 就應(yīng)在孔板前的直管段上裝設(shè)整流裝置??装迦肟趥?cè)表面應(yīng)與管道線保持垂直狀態(tài), 并且偏差不能大于1度。在安裝孔板流量計時, 一定不能裝反方向。同時要應(yīng)合理選用壓差計, 如果壓差計工作量程低于30%, 就要立即將孔板規(guī)格或壓差計量程換掉[2]。
2.2、合理修正流量計相關(guān)參數(shù):
工作人員應(yīng)定期維修和保養(yǎng)流量計孔板, 并及時修正其測量流量。為保證孔板流量計計量結(jié)果的準(zhǔn)確性, 工作人員應(yīng)以月為單位對孔板進行清洗和檢測, 同時檢查儀表的轉(zhuǎn)換通道和零點, 并對流量計算程序進行校對, 時間更換掉存在劃痕等問題的孔板。同時要加大對工作人員的計量技能培訓(xùn)力度, 以增強其發(fā)現(xiàn)和解決流量計問題的能力。工作人員還應(yīng)做好孔板流量計的保養(yǎng)工作, 以增加其使用年限。另外, 還應(yīng)建立計量相關(guān)責(zé)任制度、維修保養(yǎng)制度以及相應(yīng)儀表設(shè)備的檔案管理制度等。
2.3、采取一定措施防止流體脈動:
在滿足計量性能要求的基礎(chǔ)上, 應(yīng)盡可能選用內(nèi)徑相對較小的測量管, 以確保掛到內(nèi)流體能偶在高雷諾數(shù)情況下運行, 從而防止脈動流的出現(xiàn)。工作人員還可通過上下游等長的短引壓管線, 有效控制引壓管線系統(tǒng)內(nèi)阻力件對流動的產(chǎn)生的干擾。另外, 將流體中存在的一些雜質(zhì)消除掉, 也能防止流體脈動的產(chǎn)生, 從而確保流動狀況的良好[3]。流體密度、流體壓力以及流體溫度等因素的變化都會對孔板流量計測量結(jié)果的準(zhǔn)確性造成直接影響。所以, 工作人員可選用適當(dāng)?shù)膬x表對流體密度和壓力等參數(shù)進行測量, 以便于當(dāng)這些參數(shù)出現(xiàn)變化時能夠時間將誤差修正和調(diào)整過來。此外, 還要加大巡檢力度, 定期進行排污工作, 以免管道泄漏等各種事故的出現(xiàn)。
2.4、有效選用節(jié)流裝置及相應(yīng)配套設(shè)備:
可換孔板節(jié)流裝置能夠在保證管道原狀以及正常輸送的前提下, 將孔板便捷地提升起來, 以對其進行維修保養(yǎng)或撤換, 從而確保測量結(jié)果的準(zhǔn)確性 (如圖2) ??装辶髁坑嫷臏y量區(qū)間通常是3.5:1, 但真是工況并不完全都在這個區(qū)間內(nèi), 如果超出測量區(qū)間就可能會造成測量誤差的出現(xiàn)。若使用定值節(jié)流裝置并配以寬量程差壓變送器等設(shè)備, 就可以有效拓展量程, 有效促使差壓流量計智能化。另外, 定值節(jié)流裝置的應(yīng)用對產(chǎn)品的批量生產(chǎn)有很大幫助, 能夠有效減少生產(chǎn)費用。將定值孔板與可換孔板節(jié)流裝置有效結(jié)合, 能夠有效促進節(jié)流裝置產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化和系列化, 從而增強孔板流量計測量結(jié)果的準(zhǔn)確性。
圖2 可換孔板節(jié)流裝置
3、結(jié)語:
總之, 雖然孔板流量計的內(nèi)部構(gòu)造相對較為簡單, 但造成其測量誤差的因素非常多。所以, 工作人員必須對孔板流量計測量過程中產(chǎn)生誤差的原因有充分了解, 并據(jù)此嚴(yán)格按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進行孔板制作, 合理修正計量儀表的各種參數(shù), 采取一定措施, 保證良好的流動狀況, 同時采用有效的節(jié)流裝置以及相應(yīng)配套設(shè)備, 從而降低生產(chǎn)成本, 有效避免或減小孔板流量計的誤差。