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一体化孔板流量计的优势与实施

发布时间:2014-06-28  浏览:1103次  字号:  

孔板流量计的应用已有100多年的历史。最早的孔板流量计由节流装置和差压计两部分组成。由于差压计肩负显示流量值的任务,大多安装在控制室,在节流装置与差压计之间有较长的引压管相连,易诱发泄漏、堵塞、结晶、差压信号传递失真等问题。50多年前差压变送器的出现,将差压计的功能分解为独立的变送器和独立的指示仪,从而使变送器的安装地点获得自由度,大多将其安装在离节流装置不远而且维修方便的地点。自从20多年前变送器实现智能化,变送器的精度更高、体积更小、可靠性更好,基本做到免维护,而且可在控制室内用手持终端等对其进行维护,因此,变送器的安装地点获得更大的自由度,其中将其与差压发生器组合在一起是主要趋势。
1.提出问题
各种流量计都有分体式和一体式之分,所谓分体式,就是变送器或(转换器)与传感器相分离;一体式就是变送器或(转换器)与传感器包括附件、工艺短管合为一体。目前孔板流量计多采用一体化结构。
早期的孔板流量计差压计,与传感器相分离,是其唯一的结构形式,在组成孔板流量计的两个部分中,节流装置安装在工艺管道上,而差压计安装在操作人员易于观察流量示值的地方,客观上造成相互分离的局面。采用分离式的第二个原因是差压计体积较大,一般无法将其与节流装置放在一起。变送器与节流装置相分离带来以下问题:
1)增加安装工程量。因为差压计或(差压变送器)放置在远离节流装置(新国际标准和国家标准改称为差压装置)的地方,所以引伸出差压变送器的安装和引压管的安装问题以及伴热保温工程。
2)较长的引压管带来介质泄漏、凝固、结晶以及差压信号传递失真等问题。
3)此类引压管及变送器均在现场安装。由于要保持坡度,在介质为液体时管线最高点要安装气体收集器和排气阀;在介质为气体时管线最低点要安装沉降器和排污阀,易出问题,导致差压信号传递出现失真。
流量计是一种依赖于其安装质量的仪表,对于孔板流量计来说更是如此。世界最著名的仪表公司所生产的一流品质的产品,安装到使用现场后,也有一部分不能正常运行,无法获得准确的测量结果,究其原因,有很多是因为安装存在问题。
例如兰州某大型石化企业,有1套蒸汽流量计每年冬季总是出现示值严重偏低的现象。经过分析研究发现,冬季示值较其他季节偏低的原因是冬季仪表加了伴热保温设施。拆开引压管保温层检查,发现伴热保温的蒸汽管敷设不对称。伴热用蒸汽管与正压管之间的距离太近,引起正压管内凝结水温度升得很高,而节流装置(传感器)与差压变送器之间的高度差又比较大,以致差压值比正常值低了很多。又如中石化某分公司所属热电厂为相距1km处的化工事业部供过热蒸汽,管道DN400mm,供方在该根管道的始端安装了1套DN400的孔板流量计需方在该根管道的末端安装了1套相同直径相同仪表厂制造,采用相同孔板计算书的孔板流量计,但2套流量计投入运行后,需方对产品产量和蒸汽单耗进行定额计算,结果显示需方流量计指示是准确的。供方的流量计示值比需方低15%左右,反复检查该套仪表的各组成部分,均查不出问题。按有关规定应对供方仪表计量结果进行财务结算出现了5a的经济纠纷。
后来,仪表维修工使用手持终端操作器,用“凑答数”的方法对供方流量计的差压变送器的零点进行迁移,当零点迁移了6kPa约-600mmH2O时2套仪表示值相符,而且蒸汽流量增大和减小时,2套仪表示值都基本相符。对该套流量计所包括的各台变送器、节流装置传感器及二次表反复校验多次,均是准确的功能也正常,另导压管多次排污扫线,不出现堵塞与泄漏现象,因而确认仪表本身不存在问题。
在明确该计量点的蒸汽、温度压力参数、流量测量范围,差压上限流体流向,差压装置取压方式,冷凝罐等情况后,根据现场径距取压,两取压口之间距离为600mm,正好与差压变送器迁移量相等这一情况,怀疑冷凝罐前正压管内可能积满凝结水,所以建议用户剥开该段管的保温层,检查该段管的表面温度和坡度是否符合规范要求。用户发现该段导压管是冷的,根部阀为DN6针形阀,而且所描述的坡度如图1所示。

由图1可以断定原应充满蒸汽的A管内,却充满凝结水,凝结水在该段管内聚集是因为坡度不符合要求。引压管A从根部阀起没有按照规定的要求坡度连续爬高,反而向下倾斜,在最低点形成U形水封后再爬高,这段管的凝结水无法靠其重力顺畅地返回工艺主管所以该段引压管是冷的。引压管A内的凝结水,由于流体静力学的作用,对正压冷凝罐内的静压产生抽吸作用,从而使差压产生负方向6kPa的偏移。解决该问题的方法是将A管垂直部分缩短一段约50mm,然后将下垂部分导压管整形,消除U形水封改造后如图2所示。仪表消除了差压信号的传递失真,从而做到供、需方表计示值基本相符。

分析该类问题产生的原因:在做引压管线和伴热管的安装时,安装人员缺少实际经验,而仪表的安装要求较高,不仅要求不出现堵塞和泄漏,而且要熟悉安装规范和处理好技术细节,才能使流量计计量准确。

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