渦街流量計通常被用作計量蒸汽的流量。下面筆者以渦街流量計為例,結合自己近幾年現場校驗儀表的經驗,介紹渦街流量計及其配套儀表在安裝和使用中zui常出現的問題以及解決辦法。
一、現場安裝中zui容易出現的問(wen)題
1.渦(wo)街(jie)(jie)流量(liang)計上、下(xia)(xia)游直(zhi)(zhi)管段的(de)長(chang)度不(bu)夠(gou)引入(ru)誤差(cha)*,渦(wo)街(jie)(jie)流量(liang)計安裝對直(zhi)(zhi)管段的(de)要求是非常(chang)嚴(yan)格的(de),國內外(wai)各個廠家的(de)技術資料對渦(wo)街(jie)(jie)流量(liang)計上、下(xia)(xia)游直(zhi)(zhi)管段都有明確要求,然而(er)很(hen)多現場(chang)不(bu)能滿足(zu)所需直(zhi)(zhi)管段長(chang)度的(de)要求,例如(ru)管徑較大的(de)管道等,從而(er)給渦(wo)街(jie)(jie)流量(liang)計的(de)測量(liang)帶來(lai)了很(hen)大的(de)附(fu)加誤差(cha)。
針對上述(shu)情況,可采用在(zai)渦(wo)街流(liu)量計上游(you)加裝流(liu)動(dong)(dong)調整器的(de)(de)(de)辦(ban)法,來消除上游(you)阻流(liu)件產生的(de)(de)(de)渦(wo)街和流(liu)速分布畸變(bian)的(de)(de)(de)影響。單板(ban)式流(liu)動(dong)(dong)調整器的(de)(de)(de)漩渦(wo)消除能(neng)力和速度(du)分布恢復能(neng)力較強,壓力損失較小,其孔徑是(shi)固定的(de)(de)(de),因而備受制造廠和用戶的(de)(de)(de)青睞。
2.壓力(li)補償儀表(biao)安(an)裝不(bu)規范引入誤差(cha)
在壓(ya)力(li)(li)變送(song)器(qi)的(de)(de)安裝現場(chang),為(wei)了維修方便,壓(ya)力(li)(li)變送(song)器(qi)安裝地點(dian)與取(qu)壓(ya)點(dian)往往不在同一(yi)高度,這樣,引(yin)壓(ya)管中(zhong)的(de)(de)冷凝水就會(hui)對壓(ya)力(li)(li)測(ce)量帶來影響。圖1為(wei)4種(zhong)常見的(de)(de)形式,其中(zhong):Ps為(wei)蒸汽壓(ya)力(li)(li),Pa;ρ為(wei)冷凝水密度,kg/m3;P0為(wei)變送(song)器(qi)壓(ya)力(li)(li)輸(shu)入(ru)口處實際壓(ya)力(li)(li),Pa;h為(wei)高度差,m;g為(wei)重力(li)(li)加速(su)度,m/s2。
渦(wo)街(jie)流量(liang)計的(de)壓力變送器引壓管(guan)中(zhong)冷(leng)凝水(shui)液柱高度對壓力測(ce)量(liang)的(de)影響通常可以用以下兩種方法(fa)校準。
(1)在壓(ya)力變送器中進行(xing)校(xiao)準(zhun)。這種(zhong)方(fang)法(fa)的(de)(de)實(shi)質是對(dui)(dui)壓(ya)力變送器的(de)(de)零點(dian)進行(xing)遷移(yi)。一(yi)般的(de)(de)壓(ya)力變送器都帶(dai)(dai)HART協議(yi),可采用手持終端將測(ce)量(liang)范圍(wei)進行(xing)調整(zheng),從而達到(dao)消除液柱高度差帶(dai)(dai)來的(de)(de)影(ying)響。然而,對(dui)(dui)于(yu)非(fei)智能的(de)(de)或不帶(dai)(dai)HART協議(yi)的(de)(de)壓(ya)力變送器上述辦(ban)法(fa)很難實(shi)現,相比之下,在二次儀表中作校(xiao)準(zhun)成為一(yi)種(zhong)很受歡(huan)迎(ying)的(de)(de)方(fang)法(fa)。
(2)在(zai)流(liu)量(liang)(liang)顯示儀表中(zhong)進行校準。這里說(shuo)的二(er)次(ci)儀表不僅包(bao)括(kuo)普通二(er)次(ci)儀表也包(bao)括(kuo)流(liu)量(liang)(liang)演算器、DCS等,可采用在(zai)二(er)次(ci)儀表中(zhong)對(dui)壓(ya)力的量(liang)(liang)程進行遷移以(yi)達(da)到目的。
3.現(xian)場工礦條件不理想引(yin)入的誤(wu)差
渦街流量計(ji)(ji)一(yi)個zui大的(de)局限性(xing)就是對管道機(ji)械振動(dong)(dong)較敏感,不宜用于強振動(dong)(dong)場所,容易受周圍(wei)環境干(gan)擾(rao)(rao)(rao)的(de)影響(xiang)。往往很多安(an)裝人員(yuan)忽(hu)(hu)略了這(zhe)(zhe)一(yi)點,安(an)裝在(zai)風機(ji)、空壓機(ji)等動(dong)(dong)力設(she)備旁(pang)邊,這(zhe)(zhe)些(xie)設(she)備運行(xing)時都有(you)不同(tong)程度的(de)振動(dong)(dong),這(zhe)(zhe)些(xie)振動(dong)(dong)都有(you)可能讓渦街流量計(ji)(ji)有(you)額外的(de)輸出(chu)。工頻(pin)干(gan)擾(rao)(rao)(rao)也是一(yi)個不容忽(hu)(hu)視的(de)問題,如變頻(pin)器(qi)的(de)干(gan)擾(rao)(rao)(rao)。
針對上(shang)述情況可(ke)采(cai)用減振措施,可(ke)在傳(chuan)感器上(shang)、下游(you),分別設置防振管支架(jia)并加裝防振墊,如(ru)果(guo)還(huan)不能(neng)達到效果(guo),可(ke)采(cai)取:(1)現場進行(xing)檢查,檢查一次(ci)儀表和(he)二(er)次(ci)儀表有沒(mei)有按(an)(an)規定(ding)屏蔽(bi)和(he)按(an)(an)規定(ding)接地。(2)如(ru)果(guo)接地和(he)屏蔽(bi)都已(yi)做到,還(huan)是有小(xiao)(xiao)(xiao)流(liu)量,可(ke)采(cai)用調整一次(ci)儀表的觸發電平(ping)(TLA),將幅值小(xiao)(xiao)(xiao)的干擾進行(xing)濾除(chu)。如(ru)果(guo)小(xiao)(xiao)(xiao)流(liu)量處于(yu)某一恒定(ding)值左右,可(ke)采(cai)用在二(er)次(ci)儀表中進行(xing)適(shi)當的小(xiao)(xiao)(xiao)信(xin)號切除(chu),從而消除(chu)干擾帶(dai)來的誤差。
二、二次(ci)儀表參數設(she)置錯(cuo)誤
1.誤(wu)把常溫(wen)條件下的K系數當(dang)做工礦條件下的K系數
很多人錯誤(wu)地認為渦(wo)街流(liu)量(liang)計(ji)(ji)送法定(ding)(ding)(ding)計(ji)(ji)量(liang)檢(jian)定(ding)(ding)(ding)機(ji)構檢(jian)定(ding)(ding)(ding)后證(zheng)書中所(suo)給的(de)K系(xi)(xi)數就是儀表(biao)(biao)的(de)K系(xi)(xi)數,其實不(bu)然(ran)。根據JJG1029-2007《渦(wo)街流(liu)量(liang)計(ji)(ji)》檢(jian)定(ding)(ding)(ding)規程的(de)要求,渦(wo)街流(liu)量(liang)計(ji)(ji)的(de)儀表(biao)(biao)K系(xi)(xi)數是通過液(ye)體(ti)或氣體(ti)流(liu)量(liang)標(biao)準裝置(zhi)在(zai)常溫(wen)(wen)、常壓條件下標(biao)定(ding)(ding)(ding)后確(que)定(ding)(ding)(ding),所(suo)以檢(jian)定(ding)(ding)(ding)證(zheng)書中所(suo)給的(de)K系(xi)(xi)數不(bu)能代表(biao)(biao)儀表(biao)(biao)工作時(shi)的(de)K系(xi)(xi)數。因為當渦(wo)街流(liu)量(liang)計(ji)(ji)測量(liang)高(gao)溫(wen)(wen)(例飽和蒸汽、過熱(re)蒸汽、熱(re)水等)介(jie)質時(shi),儀表(biao)(biao)的(de)表(biao)(biao)體(ti)(測量(liang)管)和發(fa)生體(ti)都處在(zai)高(gao)溫(wen)(wen)介(jie)質中,進(jin)而影響渦(wo)街流(liu)量(liang)計(ji)(ji)的(de)儀表(biao)(biao)系(xi)(xi)數K,所(suo)以測量(liang)高(gao)溫(wen)(wen)介(jie)質時(shi)應該對(dui)儀表(biao)(biao)系(xi)(xi)數K進(jin)行修正。其溫(wen)(wen)度修正系(xi)(xi)數為
Et=〔1+(2a0+ax)(t-t0)〕-1
式中:a0——渦街流(liu)量計(ji)表體(ti)材料的膨(peng)脹系(xi)數,(℃·mm)-1;ax——發生體(ti)材料的膨(peng)脹系(xi)數,(℃·mm)-1;t——流(liu)體(ti)溫(wen)度,℃;t0——實驗室標定(ding)時流(liu)體(ti)的溫(wen)度,℃。
如果表體和發(fa)生體采用同種材料,則
Et=[1+3a(t-t0)]-1
式中:a——表(biao)體、發生體材料的(de)膨脹(zhang)系數,(℃·mm)-1。
對(dui)儀表系數(shu)進行溫(wen)度修(xiu)正(zheng)后,有
K=EtK0
式中:K0——實(shi)驗室標定獲(huo)得的平均儀表系數(shu)。
2.顯示儀表(biao)(流量積算儀)中的(de)參數設置錯(cuo)誤(wu)
一(yi)般的(de)(de)渦街(jie)流量(liang)(liang)計積(ji)算儀(yi)都有手動(dong)溫(wen)(wen)度(du)、壓(ya)力補(bu)償(chang)項(xiang),設(she)置該項(xiang)的(de)(de)目(mu)的(de)(de)主要是為了在溫(wen)(wen)度(du)、壓(ya)力測(ce)量(liang)(liang)出現異常數值時作為恒定補(bu)償(chang)來計算蒸(zheng)汽密度(du),而(er)這兩項(xiang)參數許多人任意設(she)置,更有人甚(shen)至(zhi)不裝溫(wen)(wen)壓(ya)補(bu)償(chang)儀(yi)表,采(cai)用固定補(bu)償(chang)來測(ce)量(liang)(liang)蒸(zheng)汽。而(er)當(dang)溫(wen)(wen)壓(ya)補(bu)償(chang)儀(yi)表損壞或出現故障(zhang)時,儀(yi)表人員不能及時的(de)(de)發(fa)現或處(chu)理使得儀(yi)表所測(ce)流量(liang)(liang)與實際流量(liang)(liang)偏差較大,從(cong)而(er)影響測(ce)量(liang)(liang)準(zhun)確度(du)。建議該兩項(xiang)參數的(de)(de)設(she)置應根據管(guan)道中常用的(de)(de)實際壓(ya)力、溫(wen)(wen)度(du)值進行設(she)置。
以上僅是(shi)zui容易(yi)忽略但對日常測量(liang)(liang)影響(xiang)較大的(de)幾個誤(wu)差來源(yuan)(yuan)及(ji)解(jie)決(jue)辦法,然而蒸汽渦街(jie)流量(liang)(liang)計測量(liang)(liang)誤(wu)差的(de)來源(yuan)(yuan)包(bao)括很多因素。筆者(zhe)希望(wang)有關人員(yuan)無論(lun)在儀表的(de)安(an)裝還是(shi)日常的(de)維(wei)護使用中都能重(zhong)視(shi)起來,從而為企業能源(yuan)(yuan)計量(liang)(liang)、貿易(yi)結算等提供準確(que)可靠的(de)數據
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