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关于孔板流量计的应用和管理研究

时间:2017-09-06 16:39 来源:http://www.shslgs.com 点击数:

本文主要针对能源管理中常用的孔板流量计进行研究。首先对孔板流量计的应用进行简单介绍了解孔板流量计在不 同领域的使用情况,重点分析目前在孔板流量计的维修管理中存在的问题,在此基础上深入研究孔板流量计的管理措施。

1.引言

近年来随着经济社会的不断发展,各行业对于能源的需 求量越来越高,但是传统能源属于不可再生的资源,全球的 能源形势愈加紧张。要想有效利用现有能源,促进经济社会 的发展,必须全面加强对于能源的管理。加强能源管理己经 成为当今时代发展的重要课题之一。目前在能源管理领域, 能源的计量管理有诸多的手段,在工业生产能源管理中常用 孔板流量计对能源流量进行测量,进而进行合理的管理。这 种设备结构简单,操作方便,能够满足各种条件下的流量测 量。但是在应用过程中经常会出现误差大等问题,影响到计 量结果的精准性,导致能源管理效果比较差。因此在现阶段 加强对于孔板流量计的应用和管理的研宄具有重要的意义, 能够更加全面的了解孔板流量计在各领域的应用以及维修 管理中存在的问题,从而制定合理有效的管理措施,更好的 发挥孔板流量计的作用,实现更加精准的能源管理,降低能 耗,促进经济社会的可持续发展。

2.孔板流量计的应用

2.1孔板流量计的测量原理

孔板流量计的基本组成主要包括孔板、差压变送器、信 号管路和取压装置以及用于计量显示的仪表设备。当流体从 孔板中流过时,前后会存在一定的压力差,通过测量这种差 压就可以获得流体的流量,并显示在仪表设备上。

2.2孔板流量计的选型

目前行业内使用的孔板流量计主要是由节流装置、差压 计以及导压管路等三部分组成,这种设备结构简单、安装使 用都比较便利,而且可靠性比较高,基本能够满足国家标准 以及石油部的相关标准。根据使用计量点的不同,孔板流量 计的二次仪表选配也有所不同。目前常用的配制主要分为两 种,第一种是配备差压变送器以及压力、温度变送器配合智 能计算设备进行流量计测,这种仪器配制能够实现对于天然 气流量的自动测量及控制管理。这种配置能够实现比较智能 化的计量,可以在线实时完成检测以及计算,满足标准规范。 第二种配制是机械配置,利用双波纹管差压计对计测对象的 差压等进行记录,然后通过人工计算获取全天的静压以及差 压的平均值,同时用普通玻璃温度计来测量计测对象的温度 并计算平均温度。这种仪表配制最大的特点就是机械配置, 测量得到的数据准确度不高,而且整个计量过程需要大量的 人工计算来处理数据,人为因素的参与严重影响到流量计算 相关标准的执行。

2.3孔板流量计的应用条件

根据孔板流量计的使用原理可知,孔板流量计的计量结 果会受到诸多因素的影响,要想保障测量的准确性,相关应 用条件比较严格。首先孔板流量计一般适用于单向定常流介 质,对于两相流不适用;其次对于孔板流量计的管道,需要 满足一定的长度要求,要求安装标准到位,不能出现较大的 偏心情况,因此要尽量使用较长的直管;另外通过孔板的流 体流量也要达到一定的要求,流量太小会造成比较大的误 差,要保持通过流体的流量高于最小流量。除此之外,要选 择合适的差压变送器和信号管路,只有高精度的差压变送器 才能满足更精准的测量要求。同时要确保信号管路的安装质 量,避免由于管路问题影响测量质量。

2.4孔板流量计的具体应用

2.4.1使用孔板流量计测量过热蒸汽

某电厂运行中使用锅炉向汽轮发电机供给过热蒸汽来 实现发电作业,但是在运行过程中锅炉内的压力以及温度都 会产生比较大的波动,因此需要对过热蒸汽的流量进行计 量,同时对波动产生的差值进行补偿。这里选用成型的智能 流量积算仪,这种仪器可以利用编程进行自动补偿运算,自 动补偿过热蒸汽的温度及压力。在智能流量积算仪中加载了 完善的数学模型,在使用过程中,压力变送器和差压变送器 将收集到的压力以及差压信号转换为电阻信号以及电信号, 加载到智能流量积算仪中就可以自动运算得出流量的相关 数据,并在显示屏上直接显示某一时刻的瞬间流量值以及流 量的累积数据。

2.4.2使用孔板流量计测量给水

液体水属于比较稳定的介质,在沸点以下的水不会出现 很大的密度变化,在测量水的流量时不需要额外进行压力以 及温度补偿。可以直接用简易智能流量积算仪进行测量。水 通过孔板,差压变送器获取相关数据传送给积算仪即可获得 相关流量数据。

3.维修管理中的几个问题

孔板流量计结构简单,操作方便。但是在使用过程中, 周边环境往往比较差,自我保护性能比较低。使用过程中难 免出现运行故障,影响测量精度。因此需要加强对于孔板流 量计的维修。

3.1变送器以及取压部件的维护管理

变送器以及取压部件是孔板流量计使用中最主要的部 件之一。在使用维护孔板流量计的过程中要加强对于变送器 以及取压部件的管理。首先在投入使用之前要先对差压变送 器的阀组进行检查,确保阀组处于正常状态,同时对冷凝器 装水。其次要检查变送器是否处于零点位置,调零以后再分 别对三阀组的阀门进行调整,确保截止阀处于开启,连通阀 处于关闭状态再将其投入使用。如果在运行过程中变送器出 现异常情况,需要对变送器进行拆卸作业,要依次打开连通 阀、关闭截止阀,确保阀门状态正常后再对变送器进行拆卸 作业。

3.2冲洗导压管

导压管使用一段时间之后就会出现堵塞等问题,影响到 计量的精度,因此每半年要对孔板流量计的导压管进行冲 洗。而且在投入使用之前也要先冲洗干净再使用。在冲洗的 时候要注意阀门的状态,按照打开连通阀-关闭截止阀-打开 冲洗阀的顺序进行操作,这样就可以让水流在管道内形成压 力进行达到冲洗的目的。冲洗的过程中要检查变送器的零 点,及时对其进行调零操作。冲洗以后再按照相反法顺序将 阀门关闭,打开。

3.3观察对比

在使用维护过程中重点观察差压变送器的状态以及流 量积算仪的相关参数,确保变送器始终处于零点状态,同时 其他参数完好。另外要对流体的水汽量数据进行检查确认, 避免出现计量失准的情况。

4.关于孔板流量计的的管理措施

孔板流量计的管理主要是对其计量误差的管理和日常 管理,而孔板流量计容易出现误差的原因主要有其质量原 因、节流装置中突出物的原因、外加条件变化的原因、介质 的原因以及其他原因等。而消除误差的措施主要有强化加工 质量和消除气流脉动误差两种,在日常使用管理中应注意加 强日常管理、合理选择计量范围、加强检查等措施。

4.1孔板流量计的计量误差原因

4. 1. 1流量计质量问题导致计量误差

孔板流量计的加工质量要求比较高,这样才能保障计量 质量,如果加工质量较低就会导致计量误差。其中常见的加 工及安装问题主要是孔板偏心弯曲,相关数据表明,由于孔 板偏心弯曲导致的计量误差能够达到3%以上。另外在安装过 程中,操作不够规范也会导致计量误差,比如说如果安装中 垫片不到位,伸出环室就容易对流体的稳定性造成影响,影 响计量的准确性。除此之外,导压管走向以及平衡器的安装 质量等都会导致孔板流量计的计量误差。

4. 1. 2节流装置内的突出物导致计量误差

节流装置在加工安装过程中容易造成一定的突出物,比 如说焊接焊缝以及垫片伸出等。突出物的大小以及位置不同 会对其产生不同的影响。当突出物在孔板的下方时不会造成 太大的影响,但是当突出物在孔板上方时,计量误差最高可 以达到50%,影响十分严重。

4. 1. 3条件变化导致计量误差

在计量过程中,管道内的介质会受到各种因素的影响, 容易导致介质的压力和流速发生变化,进而引起差压波动。 如果在孔板流量计的节流装置上出现这种差压波动就会导 致流量计的计量数据出现误差,这种误差最高能够达到30% 左右。比如说在城市用气过程中,冬天和夏天的用气量有比 较大的差异,甚至可能出现超量程的情况,这种情况下计量 误差就容易出现。

4.1.4 介质质量导致计量误差

在使用孔板流量计对介质进行流量计量时,介质的质量 会对计量结果产生比较大的影响。如果介质质量较差,就会 对孔板产生冲击,导致测量精度降低。比如说对天然气进行 流量计量,天然气基本都是在地下开采经过分离过滤处理后 通过管网供给到用户。但是天然气的处理质量会有一定的差 异,而且在集气管网和输气干线内会有一些腐蚀物,这些都 会成为天然气内的杂质,在计量过程中容易在孔板的孔口锐 边位置集结,这些关键位置会对流量的计量产生较大的影 响。而且这些杂质还会腐蚀孔板,使得孔板的流出系数发生 变化,进而导致计量误差。

4. 1. 5其他原因导致的误差

除此之外,管道泄漏、积算不合理、管理不严等也会导 致计量误差。如果在计量过程中使用的积算方法不合理,没 有对介质的压力等进行合理的补偿就会引发计量误差。管道 泄漏也是引发计量误差的重要原因,一般情况下孔板流量计 的节流装置前后两边的差压只有几千pa,但是管道内的压力 一般能够达到差压的几十倍以上,如果在计量过程中出现管 道泄漏的情况会导致严重的计量误差,甚至会造成变送器的 损坏。目前孔板流量计的输气管道主要存在三种不同类型的 泄漏,一种是偶然性的泄漏,在长时间的使用过程中,由于 安装不当或者运行故障导致的突发性泄漏;第二种是长期泄 漏,这种情况往往是由于工艺设计不合理或者质量不合格导 致的;第三种是普通泄漏,往往是由于介质腐蚀导致。其中 偶然性的泄漏是最常见的。

4.2消除计量误差的主要措施

4. 2. 1强化加工质量

孔板的质量是影响计量准确度的关键因素之一。因此首 先要强化孔板的加工质量,确保孔板流量计安装正确。同时 要选择合理的压差量程,尤其是对于孔板直径必须按照国标 以及石油行业的标准进行加工。安装的时候要注意配件之间 的搭配,选用直管进行连接,而且要满足基本的长度需求。 如果安装现场环境特殊不能满足安装要求,就要加装相应的 整流器。另外要注意孔板的安装方向,严禁出现反向安装的 情况,使用的其他压差计等也要满足基本的规格要求。

4.2.2消除气流脉动误差

气流脉动会产生比较大的计量误差,消除脉动流主要从 以下几方面入手:一方面可以使用分离除尘器对流过的介质 进行气水分离,将游离法液体以及积液从管线中除去;另一 方面要加强对于管线下流阀的控制,降低脉动流出现的可 能;同时可以在管道中加装相应的缓冲罐,降低差压波动, 或者提高管道的孔径比;如果计量能力能够满足,尽量要选 择使用直径更小的测量管段,同时要尽量使用比较短的引压 管线,这样能够减少脉动振幅的增加。

4.3孔板流量计的日常管理

4.3.1加强日常管理

在日常的生产使用过程中要对孔板流量计进行定期的 维修保养,同时要对测得的数据进行修整。一般情况下至少 每月要对孔板进行一次严格的清洗检测,同时检查零点、通 道以及计量程序。如果检查过程中发现孔板存在坑蚀要及时 进行更换处理。从上文的分析可知,孔板流量计的计量精度 与介质的温度、压力等有密切的联系,因此要综合参照介质 的相关数据来选择合适的仪器设备。

4.3.2合理选择计量范围

根据相关数据统计显示,目前使用的孔板流量计的计量 范围是一定的,一般情况下是3.5: 1.但是在实际应用中,

由于计量介质的不同,计量范围往往会超限,这种情况下就 会导致计量结果出现误差。因此要合理选择孔板流量计的计 量范围,避免出现超限的情况。另外可以根据具体的使用情 况,提前准备不同规格的孔板,这样可以根据测量情况的不 同及时对孔板进行更换,适应相应的测量范围。而且有利于 推进孔板流量计使用的标准化和系列化,进一步提高测量精 度。

4.3.3 加强检查

孔板流量计的使用环境往往比较复杂,经过一定时间的 使用以后就容易出现导压管锈蚀、堵塞以及泄漏等情况,因 此日常需要加强对于孔板流量计以及其他设备的检查,确保 孔板流量计的各个零部件都能正常使用。同时要安排专门的 人员对孔板流量计进行检查,定期测试流量计的温度变送 器、压力变送器等。另外在控制室也要仔细检查相关数据的 上传,确保数据正常,流量稳定。

5.结语

通过本文的分析可知,孔板流量计是能源管理中最常用 的手段之一,而且计量效果比较好,能够满足各种环境下的 计量要求。目前孔板流量计己经广泛应用于各种不同介质的 计量中,在介质计量、能源管理中发挥着重要的作用。但是 孔板流量计由于自身的缺点,在使用过程中容易出现计量误 差,自身设备问题、安装质量以及应用环境都会对计量结果 产生影响,在使用过程中需要从多个方面加强对于孔板流量 计的管理。在日常维修管理中也要注意规范操作,提高孔板 流量计的计量精度。未来随着能源的不断消耗以及经济社会 的不断发展,能源及经济之间的矛盾会愈加突出,能源管理 的重要性也会更加明显,人们会对能源管理提出更高的要 求。而孔板流量计作为目前能源管理中使用最广泛的仪器也 会受到人们越来越多的关注,其应用条件会愈加严格,使用 环境会更加苛刻。这就要求能源管理相关人员不断加强对于 孔板流量计应用和管理的研宄,设计制造更加标准的孔板流 量计,逐渐实现孔板流量计的标准化和系列化,同时制定更 加合理的孔板流量计应用及管理方案,提高孔板流量计的计 量精度,更好的发挥孔板流量计在能源管理中的作用,实现 对于现有能源的有效管理,促进经济社会的良好发展,实现 可持续发展。