孔板流量计的误差分析及修正

　　0　引言

　　目前,在工业生产过程中,绝大部分流量测量都是采用标准节流装置孔板与差压变送器配套使用的[1-2]。尽管智能差压变送器的精度最高可达0.075级[3],但由于各种原因,其测量误差往往很大,将它作为工业计量仪表进行使用时,这一问题显得尤为突出。因此,查找测量误差产生的原因和克服办法,具有很重要的现实意义。孔板流量计主要由孔板、导压管路和差压变送器三部分构成。孔板是流量计的节流元件,它将介质流量转换成差压。差压大小再经导压管路传递至差压变送器膜盒的正负压室,正负压室的隔离膜片通过硅油填充液将差压传递给测量膜片,使得测量膜片左右偏移。测量膜片作为电容式差压变送器差动电容的一个电极,与两固定电极组成差动电容器。测量膜片的左右偏移改变了差动电容的大小,将差动电容加到差压变送器的电路中,再经放大变换成4~20mA标准信号,并以流量的形式显示出来。

　　1　测量误差产生的原因及消除办法

　　简单地说,测量误差主要是由安装不规范、维护不及时或误操作、工艺系统或工况改变这三个原因引起的。

　　1. 1　孔板安装不规范

　　虽然标准节流装置孔板的设计计算是通过大量实验总结出来的[5],不需要实际标定就可直接投入使用,但在安装过程中有可能出现以下几项不规范甚至错误的情况,从而导致测量误差的产生。

　　①孔板前后直管段不符合要求:孔板前后直管段的作用就是为了保证管道内流体的流动稳定,但由于工艺管道上常有拐弯、分叉、汇合等阻力件出现,使流体由稳定变为扰动,从而导致测量误差。消除办法就是按照前后直管道要求,合理设计节流装置的安装位置。

　　②孔板片上下游面受损或孔板法兰垫片凸出管道内:在运输孔板或施工人员安装孔板过程中,容易造成上下游面受损或法兰垫片凸出管道内,从而导致测量误差。消除办法就是提高施工人员的技术素质和责任心。施工人员在安装孔板前应仔细检查孔板片,若发现孔板片上下游面受损,应及时更换;在安装孔板过程中应避免损坏孔板片;安装法兰垫片时,要使法兰垫片中心线和管道中心线一致。

　　③孔板上下游面反装:安装前,应正确辨认管道内介质流向及孔板方向,否则将导致测量值偏低。这是因为施工人员的粗心所致,消除办法就是在安装孔板时,使孔板上标有“+”的面处在流向的上游侧。

　　④不同孔板装错位置:这种情况一般在试车阶段特别容易出现。在试车阶段,各工艺管道需要多次吹扫,频繁拆装孔板。若孔板尺寸一样,稍不注意就会出现差错,调换孔板即可恢复正常。