差压式流量计是目前工业生产中检测气体、蒸汽、液体流量常用的一种检测仪表。据统计,在石油化工厂、炼油厂以及一些化工企业中,所用的流量计约70%~80%是差压式流量计。它因为检测方法简单,没有可动部件,工作可靠,适应性强,可不经实流标定就能保证一定的精度等优点,广泛应用于生产流程中。
差压流量计主要由三个部分组成。部分为节流装置,它将被测流量值转换成差压值;第二部分为信号的传输管线;第三部分为差压变送器,用来检测差压并转换成标准电流信号,由显示仪显示出流量。
差压式流量计是发展较早,研究比较成熟且比较完善的检测仪表。目前国内外已把工业中常用的孔板、喷嘴、文丘利喷嘴和文丘利管四种节流装置标准化,称为“标准节流装置”。此外在工业上还应用着许多其他形式的节流装置。
流体在有节流装置的管道中流动时,在节流装置前后的管壁处,流体的静压力会产生差异的现象称为节流现象。具有一定能量的流体才可能在管道中流动。在管道中流动的流体所具有的静压能和动能,在一定条件下互相转换,在忽略阻力损失的情况下参加转换的能量总和不变。
节流装置是差压式流量计的核心装置。它包括节流件、取压装置以及前后相连的配管。当流体流经节流装置时,将在节流件的上、下游两侧产生与流量有确定关系的差压。所谓“标准节流装置”就是在某些确定的条件下,规定了节流件的标准形式以及取压方式和管道要求,无需对该节流装置进行单独标定,也能在规定的不确定度(表征被测量的真值在某个测量范围内的一种估计)范围内进行流量测量的节流装置。标准节流件包括标准孔板、标准喷嘴和文丘里管。
目前非标准节流装置大致有以下一些种类:
1)低雷诺数用1/4圆孔板,锥形入口孔板,双重孔板,双斜孔板,半圆孔板等;
2)脏污介质用圆缺孔板,偏心孔板,环状孔板,楔形孔板,弯管节流件等;
3)低压损用罗洛斯管,道尔管,道尔孔板,双重文丘里喷嘴,通用文丘里管,Vasy管等;
4)小管径用整体(内藏)孔板;
5)端头节流装置端头孔板,端头喷嘴,Borda管等;
6)宽范围度节流装置 弹性加载可变面积可变压头流量计(线性孔板);
7)毛细管节流件层流流量计;
8)脉动流节流装置;
9)临界流节流装置音速文丘里喷嘴;
10)混相流节流装置。节流式DPF现场应用的不断拓展必然提出发展非标准节流装置的要求,十余年来ISO亦在不断制订有关非标准节流装置的技术文件,在它们不能成为正式标准之前作为技术报告发表。
差压在底限运行时,误差与流量计量的理论误差可达100%,由于底限运行时其流量都比较小,所以对全天的总量可能影响不大,但如果在底限长时间运行的情况下,对计量的准确性及能源介质数据的有效性都产生了极大的影响,例如某炼钢单元(4台转炉),炼钢吹氧不是一个连续的过程,一般持续15分钟左右,在不用氧气的时间段中小信号对流量的影响是巨大的,炼钢氧气消耗在基本在20000m3/h左右,每小时约有30%的时间处于小信号状态,此时底限运行与实际流量偏差可达9%左右,全天运行下来实际偏差也基本接近1%,虽然也能满足三级计量的要求,但是为了能更加准确的计算能源消耗及相关数据的统计平衡工作,小信号切除还是非常有必要的。根据现场维护经验及实验,引起小信号的原因主要有以下几点: 1)差压变送器在校准的时候不准确,检定校准人员在调节差压变送器时,只是把输出信号调节到差压变送器的准确度要求范围内,而没有去了解现场差压的实际情况,可能造成变送器的输出增大或变小; 2)差压变送器在使用中可能有零漂。差压变送器的零点输出会随着时间的变化而改变,可能正漂,也可能时负漂,但从现场实际情况来看正漂的情况还是占多数; 3)信号经过一系列的传输路径后通过转换单元变成数字信号可能造成失真。差压变送器输送的时模拟信号,PLC中处理的是数字信号,转换过程中可能出现一定的误差,节流装置中没有差压信号,但计算机显示的一个非零的信号就是小信号; 4)在冬季物料皮带运输过程中,物料会经常粘附在皮带上,造成皮带秤的重复计量,这部分虽不属于前面所探讨的流量节流装置的范畴,但也是小信号对计量数据产生影响
差压式流量计现场应用的时候,经常会遇到这样那样的问题,但是追究其原因,只要是在安装正确的情况下,主要问题主要出现在差压变送器上,下面主要给大家介绍下出现这些问题的检查方法:
1、差压变送器输出信号过低
主要原因在于:正压管发生泄露或者堵塞,差压变送器量程过大,管道内流量过小。对于一般测量流体,导压管发生泄露或者堵塞正是不可能的,发生这个现象的正常是现场测量煤气或者含杂质的介质,只要我们即使检查导压管,排除堵塞,调整差压变送器量程和调节工艺流量。
2、差压变送器输出信号过高
这个主要原因和上面的正好相反,大家可以参考上述解决方法逐一排除。
3、差压变送器输出信号不稳定,波动大
差压式流量计安装方向不正确,上,下游阀门扰动及弯头对其他阻流件的影响是对节流元件影响最大的,这个就要我们即使调整工艺或者改变安装地点。