孔板流量计是工业仪表中历史为悠久,应用为广泛的流量测量仪表,其结构简单,制作方便,安装,使用,维护等简单易懂。可靠性极高。只需按照国家标准进行计算,加工,基本无需实流标定,就可直接获得较高的测量精度。近年来流量计的种类愈加繁多,但是孔板流量计仍能保持一定的市场份额。可表明孔板流量计的不可替代性。孔板流量计测得初始值为差压值,经开方后与流体流量成正比。孔板流量计流量测量范围受差压值,流出系数,雷诺数等多方因素的影响,使得孔板流量计量程比很难有所增加,以下就简单分析孔板流量计量程比受限的主要原因。
孔板流量计量程比多为5:1,多不超过10:1,其制约因素个就是差压变送器的量程。差压变送器是孔板流量计为精密的组成部件。差压变送器的量程以及测量精度直接决定了孔板流量计的的测量精度以及测量范围。孔板流量计算公式中,差压值与流量的平方是正比关系。由此可见若使用流量为满量程的30%时,差压值处于差压变送器满度量程的9%。
若用用流量为满度流量的20%时,则差压值差压差压变送器满度量程的4%。根据gb/t1624-93中不确定计算方式可知当现场使用流量小于满度流量的10%时,不确定度过大。因此厂家建议孔板流量计量程比不宜超过10:1;第二个制约因素为流出系数的制约。现有的孔板流量计算公式中将流出系数作为常数来对待,但是在一定安装条件下,流出系数是随着雷诺数的变化而变化的,因此在实际制作过程中常见一般会增大孔板的差压值和提高流量计的下限值来降低流出系数对孔板流量计测量的影响。
该方式使得孔板流量计的量程比更难有所增加。其三为可膨胀系数的制约。膨胀系数是对流体经过节流件由于密度变化引起流出系数变化的修正。常用流量条件下,膨胀系数接近于1,若现场使用流量偏离常用流量过多,会引起附加误差。该点也是限制孔板流量计量程比的主要原因。
通常孔板流量计的测量准确度都能够满足国家标准的要求,但在实际使用过程中,由于节流装置的设计、制造、安装和使用不符合要求等原因,影响了流量的测量准确度。和顺达流量计的专家通过对孔板节流装置测量原理、安装要求、仪表选择等因素的分析,发现了提高计量精准度的途径。
一 提高计量准确度途径
(1)管道要求:国家标准对计量管长度、直管、圆度和内表面粗糙度等都有严格的技术要求。当计量管最小长度不能满足标准要求时,会给流量测量结果带来偏差,其大小与孔径比β和雷诺数有关,所以必须在孔板前面的直管上安装整流器,才能保证计量准确度。
(2)安装要求:孔板入口端面必须与管道轴线垂直,其偏差不能超过1度。安装孔板时要注意装入管道的方向,严禁反装,必须符合标准对不同轴度公差的要求。法兰、孔板与取压装置之间的密封垫片厚度不得大于0.03D。垫片的安装不得突入直管段内或取压装置内腔,不得挡住取压口及引起取压位置的改变。新建站场必须在管道吹扫并运行几天后,再将孔板安装到节流装置上,以免孔板被气体中的液、固体杂质损伤或污染。
二 仪表选择方面
要正确选择与使用差压计,差压计量程过大,流量较小,差压计工作在30%以下,会大大降低流量测量准确度,当计量流量减小后,要及时更换差压计的量程弹簧或孔板规格,否则,差压误差会成倍增加。
在选择仪表差压值时,既要考虑孔径比β,又要使经过孔板压力损失后的压力能满足生产需要。法兰取压β值应在0.15~0.7之间,这样既可保证计量准确度,又可以减少压力损失。
三 脉动流的影响
(1)脉动流的起因。管道中气体的流速和压力发生突然变化,造成脉动流,它能引起差压的波动,使记录曲线变成一个宽带。
①天然气井若为气水同产,这些井的计量差压均发生波动;
②长输管道或气田管道积液造成计量差压波动;
③天然气压缩机的使用使计量差压发生波动;
④气井之间的压力干扰造成的差压波动;
⑤用户用气不均衡,气量在瞬间发生急剧变化,供气调压阀突然开大或关小也会导致差压波动。
(2)抑制脉动流的方法。
①消除或远离脉动源:采取控水采气;采用高效分离器,加强气水分离;对积存在计量管段、导压管、流量计高低压波纹管室中及管道中的凝析液应及时吹扫或清管。
②控制计量管段下流阀:实践证明,控制下流阀对各类脉动源引起的差压波动都有抑制作用。
③加装缓冲罐:可在测量管段前加装缓冲罐,可储存和释放气体的能量,有效地平抑各种脉动源引起的差压波动,也可设置专门的脉动衰减器。
④提高差压和孔径比β:对于同一条计量管道,若要提高差压,就要降低孔板直径,使孔径比β降低,为了使差压和孔径终都提高,必须相应减小计量管管径。
⑤安装调压阀:在测量点前入口处加装调压阀,稳定输出压力,可有效地减少脉动现象对计量准确度的影响。
影响孔板流量计测量准确度的根本原因是节流装置的几何形状和流动状态是否偏离设计标准。因此,在实际使用中,应严格按照设计要求定期对节流装置、孔板、双波纹差压计进行检查和调校,这样才能减少计量误差,确保计量准确度。如果您有流量计方面的需求可以联系专业流量计生产厂家。
孔板流量计的流量指示不准确的原因有如下几种可能: 1、高低压侧导压管安装反了,造成流量漂零。 2、管道前后直管段没有满足孔板的测量要求,造成介质达不到紊流状态。 3、变送器安装位置不准确,导致测量端气液两相造成流量不准确。 4、信号传输电缆存在共模干扰,造成流量偏大或者偏小。 5、如果测量介质是需要温压补偿的,考虑DCS温压补偿模块的运算公式是否恰当。