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  差壓信號傳送失真及引入的誤差
差壓信號傳送失真及引入的誤差
發(fā)布時間:2018/3/6 8:31:41

在差壓式流量計的標準規(guī)范中,對引壓管的敷設(shè)和儀表的安裝一般只簡單地提到一句,即差壓信號不應(yīng)有傳送失真。實際上要真正做到差壓信號的不失真?zhèn)魉褪欠浅2蝗菀椎。有事實為證:在裝置剛剛停車,或有條件將裝有差壓式流量計一次裝置的管道上閥門關(guān)閉時,并且確認流過流量計的流量已降到零,從具體流量計讀數(shù)來看,真正示值零的并不多。其中零點漂移的主要原因多半為差壓傳送過程中的失真。

差壓信號傳送失真包括穩(wěn)態(tài)值失真和動態(tài)失真。在穩(wěn)定流條件下只存在穩(wěn)態(tài)值失真,在脈動流條件下,既可能存在穩(wěn)態(tài)值失真又會有動態(tài)失真。本節(jié)主要討論穩(wěn)態(tài)值失真。穩(wěn)態(tài)值失真可能引起的部位和原因有導壓管引向不合理,切斷閥設(shè)置不當,冷凝器高度不相等,隔離液液位高度不相等,正負壓引壓管坡度不合理,管內(nèi)介質(zhì)密度不相等,三閥組積液等。

1)導壓管引向不合理和切斷閥設(shè)置不當引起的誤差 差壓式蒸汽流量計中導壓管引向不合理和切斷閥設(shè)置不當引入的誤差已在第9.3節(jié)中作出討論。

均速管差壓流量計用來測量有可能析出冷凝液的低壓氣體流量時,水平設(shè)置的針型切斷閥可能導致凝液積于閥內(nèi)堵塞氣路的情況已在第3.2.2節(jié)作了分析。

2)冷凝器高度不相等引起的誤差 正負壓管上兩只冷凝器結(jié)構(gòu)應(yīng)對稱,安裝高度應(yīng)相等,從而有可能使得兩只冷凝器內(nèi)液位高度相等,因為液位高度相差1mm就會引入10Pa的差壓失真。但在使用現(xiàn)場不僅兩只冷凝器安裝高度不相等的情況常有所見,甚至有的將冷凝器倒置,根本沒有起到冷凝器的作用。

彎管流量計的正負取壓口一個開在彎管在外圈,另一個開在彎管的內(nèi)圈,在管徑較大時,很容易引起高度不相等,由于彎管流量計的差壓信號本來就很小,所以差壓信號傳送失真從差壓的絕對數(shù)值來說雖不太大,但引起的流量測量相對誤差卻是可觀的。

3)隔離液液位高度不相等引起的誤差 引壓管線中帶隔離器是為了利用隔離液腐蝕性介質(zhì)同差壓變送器隔離,如圖9.7所示。隔離液剛剛充罐時,通過三閥組的平衡閥能使兩只隔離容器中的隔離液液位高度相等,但運行一段時間后由于隔離液泄漏或在運行時誤開平衡閥,導致隔離液液位高度不相等,從而引入附加差壓。

4)引壓管線引起的傳送失真 保證引壓管線合理的坡度是為了使管內(nèi)可能出現(xiàn)的氣泡較快地升到氣體收集器內(nèi)或母管內(nèi),使管內(nèi)可能出現(xiàn)的凝液較快地下沉到沉降器、排污閥或母管內(nèi)。

引壓管線的內(nèi)徑和被測流體的性質(zhì)與總長度有關(guān),如表9.3所示,引壓管線應(yīng)垂直或傾斜敷設(shè),其坡度應(yīng)不少于1∶12,對黏度較高的流體,其坡度還應(yīng)增大,當引壓管線的傳送距離大于30m時,應(yīng)分段傾斜,并在最高點和最低點分別安裝氣體收集器(或排氣閥)和沉降器(或排污閥)。

為了避免正負壓信號管內(nèi)介質(zhì)溫度不一致,導致密度出現(xiàn)差異,引起傳送失真,正負壓管線應(yīng)盡量靠近敷設(shè),尤其是引壓管線中的介質(zhì)為液體時。引壓管線中的液體有些會因環(huán)境溫度太低而凝固、結(jié)晶或結(jié)冰,因此需要伴熱保溫。

伴熱保溫用電熱帶、蒸汽及熱水作熱源,此項工作很多人都認為太簡單了,只要做了就行,不會有什么嚴重后果。其實從現(xiàn)場的情況看并非如此,主要問題如下。

①不對稱加熱。為了使正、負壓管內(nèi)液體溫度盡量相等,提供熱源的電熱帶、熱水管或伴熱蒸汽管應(yīng)敷設(shè)在兩根引壓管線之間,盡量保持等距離,但有的安裝人員為了貪方便,卻將正負壓管保持數(shù)十厘米距離,而將伴熱管同信號管中的一根靠得很近,以致兩根信號管中的液體溫差很大。

②將信號管和伴熱管分別做絕熱保溫,導致伴熱管的熱量傳不到信號管上,喪失伴熱作用。

③用通有蒸汽的紫銅管直接繞在信號管上,可能導致介質(zhì)部分汽化,管中密度變得很低,出現(xiàn)虛假差壓。

5)三閥組可能引入的傳送失真 三閥組的通徑很小,在測量干燥氣體、蒸汽和液體時,一般不會有大問題,但在測量有可能析出凝液的低壓氣體時,往往會因一滴冷凝液堵在水平放置的三閥組流路中,引起很大誤差。解決此問題的簡單方法是改變差壓變送器的安裝方向,將三閥組的流路從水平改為垂直,并將差壓變送器安裝在高處。

在差壓式流量計的標準規(guī)范中,對引壓管的敷設(shè)和儀表的安裝一般只簡單地提到一句,即差壓信號不應(yīng)有傳送失真。實際上要真正做到差壓信號的不失真?zhèn)魉褪欠浅2蝗菀椎。有事實為證:在裝置剛剛停車,或有條件將裝有差壓式流量計一次裝置的管道上閥門關(guān)閉時,并且確認流過流量計的流量已降到零,從具體流量計讀數(shù)來看,真正示值零的并不多。其中零點漂移的主要原因多半為差壓傳送過程中的失真。

差壓信號傳送失真包括穩(wěn)態(tài)值失真和動態(tài)失真。在穩(wěn)定流條件下只存在穩(wěn)態(tài)值失真,在脈動流條件下,既可能存在穩(wěn)態(tài)值失真又會有動態(tài)失真。本節(jié)主要討論穩(wěn)態(tài)值失真。穩(wěn)態(tài)值失真可能引起的部位和原因有導壓管引向不合理,切斷閥設(shè)置不當,冷凝器高度不相等,隔離液液位高度不相等,正負壓引壓管坡度不合理,管內(nèi)介質(zhì)密度不相等,三閥組積液等。

1)導壓管引向不合理和切斷閥設(shè)置不當引起的誤差 差壓式蒸汽流量計中導壓管引向不合理和切斷閥設(shè)置不當引入的誤差已在第9.3節(jié)中作出討論。

均速管差壓流量計用來測量有可能析出冷凝液的低壓氣體流量時,水平設(shè)置的針型切斷閥可能導致凝液積于閥內(nèi)堵塞氣路的情況已在第3.2.2節(jié)作了分析。

2)冷凝器高度不相等引起的誤差 正負壓管上兩只冷凝器結(jié)構(gòu)應(yīng)對稱,安裝高度應(yīng)相等,從而有可能使得兩只冷凝器內(nèi)液位高度相等,因為液位高度相差1mm就會引入10Pa的差壓失真。但在使用現(xiàn)場不僅兩只冷凝器安裝高度不相等的情況常有所見,甚至有的將冷凝器倒置,根本沒有起到冷凝器的作用。

彎管流量計的正負取壓口一個開在彎管在外圈,另一個開在彎管的內(nèi)圈,在管徑較大時,很容易引起高度不相等,由于彎管流量計的差壓信號本來就很小,所以差壓信號傳送失真從差壓的絕對數(shù)值來說雖不太大,但引起的流量測量相對誤差卻是可觀的。

3)隔離液液位高度不相等引起的誤差 引壓管線中帶隔離器是為了利用隔離液腐蝕性介質(zhì)同差壓變送器隔離,如圖9.7所示。隔離液剛剛充罐時,通過三閥組的平衡閥能使兩只隔離容器中的隔離液液位高度相等,但運行一段時間后由于隔離液泄漏或在運行時誤開平衡閥,導致隔離液液位高度不相等,從而引入附加差壓。

4)引壓管線引起的傳送失真 保證引壓管線合理的坡度是為了使管內(nèi)可能出現(xiàn)的氣泡較快地升到氣體收集器內(nèi)或母管內(nèi),使管內(nèi)可能出現(xiàn)的凝液較快地下沉到沉降器、排污閥或母管內(nèi)。

引壓管線的內(nèi)徑和被測流體的性質(zhì)與總長度有關(guān),如表9.3所示,引壓管線應(yīng)垂直或傾斜敷設(shè),其坡度應(yīng)不少于1∶12,對黏度較高的流體,其坡度還應(yīng)增大,當引壓管線的傳送距離大于30m時,應(yīng)分段傾斜,并在最高點和最低點分別安裝氣體收集器(或排氣閥)和沉降器(或排污閥)。

為了避免正負壓信號管內(nèi)介質(zhì)溫度不一致,導致密度出現(xiàn)差異,引起傳送失真,正負壓管線應(yīng)盡量靠近敷設(shè),尤其是引壓管線中的介質(zhì)為液體時。引壓管線中的液體有些會因環(huán)境溫度太低而凝固、結(jié)晶或結(jié)冰,因此需要伴熱保溫。

伴熱保溫用電熱帶、蒸汽及熱水作熱源,此項工作很多人都認為太簡單了,只要做了就行,不會有什么嚴重后果。其實從現(xiàn)場的情況看并非如此,主要問題如下。

①不對稱加熱。為了使正、負壓管內(nèi)液體溫度盡量相等,提供熱源的電熱帶、熱水管或伴熱蒸汽管應(yīng)敷設(shè)在兩根引壓管線之間,盡量保持等距離,但有的安裝人員為了貪方便,卻將正負壓管保持數(shù)十厘米距離,而將伴熱管同信號管中的一根靠得很近,以致兩根信號管中的液體溫差很大。

②將信號管和伴熱管分別做絕熱保溫,導致伴熱管的熱量傳不到信號管上,喪失伴熱作用。

③用通有蒸汽的紫銅管直接繞在信號管上,可能導致介質(zhì)部分汽化,管中密度變得很低,出現(xiàn)虛假差壓。

5)三閥組可能引入的傳送失真 三閥組的通徑很小,在測量干燥氣體、蒸汽和液體時,一般不會有大問題,但在測量有可能析出凝液的低壓氣體時,往往會因一滴冷凝液堵在水平放置的三閥組流路中,引起很大誤差。解決此問題的簡單方法是改變差壓變送器的安裝方向,將三閥組的流路從水平改為垂直,并將差壓變送器安裝在高處。

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