摘要：孔板流量計(jì)是一種廣泛應(yīng)用與化學(xué)工業(yè)的流量測量儀表。它在安裝、使用和維護(hù)等方面存在很多的不足，從而容易產(chǎn)生流量測量的誤差。通過對孔板流量計(jì)的研究，提出引起流量測量誤差的各種原因。通過補(bǔ)償和技術(shù)改造等措施對測量誤差進(jìn)行了修正，從而保證了流量測量的準(zhǔn)確性和實(shí)效性，這對于孔板流量計(jì)的準(zhǔn)確計(jì)量具有一定的指導(dǎo)作用。
1.
概述
在自動化生錯過程中需要對流量進(jìn)行測量，以控制生產(chǎn)過程中的工作狀況。流量這一參數(shù)是衡量設(shè)備的效率和經(jīng)濟(jì)核算的重要指標(biāo)，其測量精度是企業(yè)能源管理的重要手段。差壓式流量計(jì)是工業(yè)使用最多的流量計(jì)之一，其測量精度是由其測量原理、結(jié)構(gòu)、制造工藝水平、被測流體的性質(zhì)和使用條件等決定的。
2.
孔板流量計(jì)的組成和工作原理
2.1組成
孔板流量計(jì)的結(jié)構(gòu)組成如圖1所示，有節(jié)流裝置、差壓計(jì)（一般用差壓變送器）、壓力計(jì)、溫度計(jì)、引壓導(dǎo)管和流量顯示記錄儀等組成。
2.2工作原理
如圖2所示，只要獲得壓力、溫度、差壓即可根據(jù)一定的數(shù)學(xué)關(guān)系式計(jì)算出流量。
孔板流量計(jì)的安裝
3.1
節(jié)流元件（標(biāo)準(zhǔn)孔板）的安裝
節(jié)流件前后的直管段必須是直的，不得有肉眼可見的彎曲。節(jié)流件前后要求一段足夠長的直管段，應(yīng)該按國際GBT2624-2006用安裝在圓形截面管道中的差壓裝置測量滿管流體流量的要求處理是最為合理的。但在實(shí)際工程上人們往往按照前10D后5D來進(jìn)行安裝。
3.2引壓管的安裝
取壓管盡量按最短距離安裝，一般應(yīng)小于16m。如被測介質(zhì)為氣體是，應(yīng)將取壓口定在水平線上偏45°的位置上，以使冷凝渡進(jìn)入導(dǎo)壓管。對高粘度或腐蝕性介質(zhì)，要加裝隔離器，通過隔離液將差壓信號傳遞給變送器。對液體介質(zhì)，在導(dǎo)壓管最高點(diǎn)應(yīng)安裝集氣器。
3.3差壓變送器的安裝
取壓點(diǎn)處應(yīng)保證有直管段，兩邊各大于5D（管道直徑）。在蒸汽管道上取壓時，應(yīng)在管道的側(cè)面安裝引壓管，平衡罐應(yīng)安裝在引壓管的最高點(diǎn)處，排污管應(yīng)在靠近變送器引壓管連接處安裝。取壓點(diǎn)與變送器的管道距離應(yīng)大于1米，變送器的安裝位置應(yīng)低于取壓點(diǎn)的位置。
4.
孔板流量計(jì)使用中的測量誤差分析
孔板流量計(jì)在實(shí)際應(yīng)用時，如果使用不當(dāng)，會使它的測量誤差增大，有時可達(dá)到10%左右。如何減少其計(jì)量誤差，需要合理選型、準(zhǔn)確的設(shè)計(jì)計(jì)算和加工制造，更要注意正確安裝、維護(hù)和符合使用條件等才能保證孔板流量計(jì)有足夠的實(shí)際測量精度。下面就其測量誤差進(jìn)行分析。
- 流量計(jì)算方程描述流動狀態(tài)真實(shí)性的不確定性因素，以及脈動流、多相流、漩渦流、不對稱流動等不符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，如果仍按照原有的儀表常數(shù)推算流量，將于實(shí)際流量有誤差，則可根據(jù)有關(guān)計(jì)算公式加以修正或重新設(shè)計(jì)計(jì)算。
- 測量裝置（如一次元件、二次儀表、計(jì)算輸出設(shè)備等）在滿足標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)要求前提下，由于各個裝置自身及環(huán)境條件因素引起的不確定因素。
孔板安裝不正確。安裝時孔板開孔中心與管道中心線不同心，會造成測量誤差，引壓管堵塞及墊片等凸出物的出現(xiàn)也是引起誤差的原因。
孔板入口邊緣被磨損。雖然標(biāo)準(zhǔn)孔板早已列入國際標(biāo)準(zhǔn)ISO5167和我國國家標(biāo)準(zhǔn)GB2624，但它在結(jié)構(gòu)上是有其固有弱點(diǎn)的，它在實(shí)際使用中時不耐用的。一塊孔板的使用期限可以是十年或更長，但在安裝投運(yùn)后僅4~5個月，其入口邊緣的尖銳度就已開始遭到破壞。在使用中，由于流體的磨蝕作用，特別是對于高壓、或高流速含顆粒的流體以及高溫蒸汽等，它的入口邊緣將更快的變鈍，被磨成圓形入口邊緣。其結(jié)果是，在相同的流量下，孔口后流體的收縮程度減弱，差壓不斷降低，會形成日益增大的負(fù)的流量誤差。孔板出口處的流速最小截面積在入口被磨蝕后已經(jīng)增大，如果在此狀況下能夠標(biāo)定，自然會發(fā)現(xiàn)該孔板的流出系數(shù)已經(jīng)增大，但使用中仍沿用按標(biāo)準(zhǔn)公式計(jì)算得出的較小的系數(shù)，因此會出現(xiàn)日益增大的負(fù)的系統(tǒng)誤差。
孔板表面的結(jié)垢和流通截面積的變化。由于孔板流量計(jì)由節(jié)流件，長期使用時，臟污物將堆積在孔板的上游，造成差壓信號不準(zhǔn)，直接影響計(jì)量精度。臟污和孔板鈍化可造成計(jì)量偏差2~10%以上。如果被測量的介質(zhì)較臟（含焦油），造成孔板前后取壓環(huán)室被堵，取壓口的壓力發(fā)生變化或無壓差，流量計(jì)都無法正常工作，都會造成較大的測量誤差或無流量顯示。
（3）被測介質(zhì)實(shí)際特性的不確定因素，如組分變化及取樣、分析誤差，以及實(shí)際物性變化影響儀表正常工作等對流量值的不確定度產(chǎn)生影響。
（4）變送器零點(diǎn)漂移和量程設(shè)置不當(dāng)也會引起測量誤差。由于時間較長，變送器的零點(diǎn)會發(fā)生漂移，若是負(fù)漂移，變送器輸出電流則小于標(biāo)準(zhǔn)4MA，流量則顯示偏低，若是正漂移，變送器輸出電流則大于標(biāo)準(zhǔn)4MA,流量則顯示偏高。若量程設(shè)置較大，流量則顯示偏低，量程設(shè)置較小，流量則顯示偏高。
5.結(jié)束語
在我國長輸和集輸管道的工程實(shí)踐中，孔板流量計(jì)特別是高級孔板閥長期占據(jù)統(tǒng)治地位�？陀^地講，在采用孔板流量計(jì)測量流量時，需要對孔板流量計(jì)的一次性裝置（孔板節(jié)流裝置）和二次儀表（差壓、靜壓、溫度、被測介質(zhì)物性等）的選擇、設(shè)計(jì)、安裝、使用都要嚴(yán)格安裝有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，再加上不定期維護(hù)和檢查，才能保證流量計(jì)的測量精度。
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