標(biāo)準孔板和差壓變送器在現(xiàn)場投入使用的時候，經(jīng)常會出現(xiàn)這樣的情況，就是現(xiàn)場變送器零顯示或者顯示為零點以下，造成以上的原因，我們需要重點檢查的可以從下面幾個地方著手檢查：

1，平衡孔板流量計的引壓管路正壓管路堵塞或泄露，這種情況正常是在測量煤氣的時候會發(fā)生，所以要對變送器取壓管路進行定期的疏通。

2，變送器高低導(dǎo)壓管接反，這樣的情況在一般情況下是不會出現(xiàn)的，一般是由于現(xiàn)場工藝人員安裝失誤導(dǎo)致

3，工藝管道內(nèi)流體方向相反，將標(biāo)準孔板連同直管段一起重新調(diào)整過來。

4，變送器自身故障，主要是由于在出廠前沒有經(jīng)過一定的校驗。

針對以上的問題，下面主要給大家介紹下主要解決措施：
對于平衡孔板流量計取壓管堵塞的情況，利用外部氣源進行沖洗，或者直接更換；接線接反的裝置，將變送器表頭部分旋轉(zhuǎn)180度重新安裝。 摘 要： 本文介紹了差壓式流量計（以孔板為例）的工作原理及組成，并且闡述了各組成部分的作用、分類及特點，分析了流體的基本實用質(zhì)量流量方程。并以絕對壓力的飽和蒸汽為例，推導(dǎo)出帶壓力補償?shù)恼羝髁繉嵱霉健⑹隽瞬顗菏搅髁坑嫷倪x用原則、安裝方法、注意事項及一般的維護知識，最后以本廠電解鋅蒸汽計量為例，從設(shè)計、造型到實際應(yīng)用做一介紹。
關(guān)鍵字： 差壓式流量計 節(jié)流裝置 孔板 差壓變送器 二次儀表

1 引言

隨著我國大中型企業(yè)的不斷深化改革，企業(yè)內(nèi)部各分廠（車間）的經(jīng)濟效益獨立核算，蒸汽計量工作已被越來越多的企業(yè)所重視。蒸汽計量關(guān)系到能源水泵的統(tǒng)計和考核，直接關(guān)系到產(chǎn)汽單位和用汽單位的經(jīng)濟效益，同時，用汽單位正確控制蒸汽計量的多少，對生產(chǎn)工藝有很大的幫助。因此，流量儀表的正確選用尤為重要。目前工業(yè)上使用的流量計品種很多，由于差壓流量計結(jié)構(gòu)簡單、通用性強、使用壽命長、信號便于遠傳等特點，已被廣泛應(yīng)用。本文就差壓式流量計在蒸汽計量應(yīng)用中的若干問題進行分析。

2 差壓式流量計的測量原理及組成

2.1 測量原理

充滿管里的流體經(jīng)直線管道進入節(jié)流裝置，流束將在節(jié)流件處收縮，使流速加快，靜壓力降低，導(dǎo)致節(jié)流件前后產(chǎn)生差壓。流速增大，差壓也隨之增大，因此，通過測量差壓，可以確定流量，見圖1。

圖1 角接取壓法孔板裝置

2.2 組成

差壓式流量計由節(jié)流裝置、引壓導(dǎo)管、三閥組、差壓變送器和二次儀表組成。見圖2。

圖2 差壓式流量計組成

（1）節(jié)流裝置。節(jié)流裝置由節(jié)流和取壓裝置構(gòu)成。

標(biāo)準節(jié)流件有三種類型，即：孔板、噴嘴、文丘利管。其中流體流過孔板所產(chǎn)生的壓力損失最大，且孔板具有制造簡單、適用性廣、使用壽命長等特點，工業(yè)生產(chǎn)中廣泛采用標(biāo)準孔板，精度可達±0.5%～±1%，公稱徑為50～1200mm。

取壓裝置有兩個取壓口，一個是上游取壓口，一個是下流取壓口，上游取壓口引出流體的正壓力，下游取壓口引出流體的負壓力。

⑵差壓變送器。差壓變送器是差壓式流量計中的重要組成部分，它將節(jié)流裝置的差壓信號轉(zhuǎn)變成電流信號，以便于二次儀表處理和運算。早期使用的差壓變送器DDZ—Ⅱ（輸出0～10mA）和DDZ-Ⅲ（輸出4～20mA）型，其準確度均為±0.5%，基本能滿足工業(yè)計量的要求。目前，國內(nèi)有兩種系列產(chǎn)品，一種是西安儀表廠生產(chǎn)的1151±0.5%系列差壓變送器，另一種是北京遠東儀表公司生產(chǎn)的1751系列，其準確度可達±0.25%。

⑶顯示儀表。顯示儀表將有效期壓變送氣產(chǎn)生的標(biāo)準電流信號及其它裝置產(chǎn)生的補償信號進行開方并積算，顯示瞬時流量、累計流量及其它參量。對于壓力、溫度波動范圍較大的測量介質(zhì)，如過熱蒸汽等，必須進行溫度、壓力補償，對于飽和蒸汽，應(yīng)進行壓力（或溫度）補償。

常用的顯示儀表有電磁計數(shù)式的開方積算器和智能數(shù)顯式的流量積算儀。智能流量積算儀是采用單片微處理機組成快速修正系統(tǒng)，能與差壓、壓力、溫度變送器或與熱電偶、熱電阻配合，對被測介質(zhì)由于壓力、溫度偏離設(shè)計工況引起的流量測量誤差及累計積算等，通過軟件實現(xiàn)自動補償和積算，從而提高測量精度及可靠性。

3 流量方程

由于氣體具有可壓縮性質(zhì)，測量蒸汽應(yīng)采用質(zhì)量流量。

根據(jù)經(jīng)典的伯努利定律、節(jié)流裝置的基本實用流量方程為：

式中：qm-質(zhì)量流量kg/h；α-流量系數(shù)；ε-流體流束的膨脹系數(shù)（對不可壓縮流體ε=1，對可壓縮流體ε<1）；Ad-工作狀態(tài)下的節(jié)流件開孔面積；△P-節(jié)流件上、下流側(cè)規(guī)定的取壓孔位置上的表壓差，MPa；ρ1-工作狀態(tài)下的流體密度kg/m3。

由于影響的因素很多，通常利用經(jīng)驗公式，直接實驗測定或查閱表格和曲線得到。

在實際生產(chǎn)中，由于鍋爐內(nèi)壓力的變動，使蒸汽密度偏離設(shè)計時所采用的ρ值，從而導(dǎo)致測量誤差，因此實際流量的表示式為：

將式⑵除以式⑴得

連續(xù)測量實際密度較困難，對于飽和蒸汽，與壓力或溫度成一定關(guān)系。對過熱蒸汽，與壓力、溫度成一定關(guān)系，因此，通過測量壓力、溫度得到ρ2。

以絕對壓力≤2MPa的飽和蒸汽為例：

根據(jù)經(jīng)驗公式P=（1/1.7235）P015/16 （4）

將⑷式進行線性化處理得

ρ2=ρ1（15P/16P0+1/16） ⑸

式中：P0-孔板設(shè)計時采用的絕對壓力MPa；P-工作壓力MPa。

將⑴與⑸代入⑶，得到：

式中：△P=K1×Iλ1，P-0.1033=K2×Iλ2（表壓）；Iλ1-差壓變送器輸出電流；K2-壓力變送器系數(shù)。

將△P與P代入⑹可得：

上式即為帶壓力補償?shù)恼羝髁康膶嵱霉健?br />
4 有效期壓式流量計選用、安裝和維護

4.1 選用

⑴孔板的計算、加工一般委托儀表廠進行，而孔的準確參數(shù)必須由計量部門提供。主要參數(shù)包括：測量介質(zhì)的最大流量（t/h）、測量介質(zhì)的最小流量（t/h）、平均表壓力（MPa）、平均溫度（℃）、平均大氣壓（Pa）、管道內(nèi)徑（mm）、管道材質(zhì)、測量介質(zhì)黏度（Pa·s）、測量介質(zhì)的水份以及管道安裝方式等10項。

對于測量范圍，選擇時應(yīng)使實際測量的流量落在流量計的測量范圍內(nèi)，常用流量值在測量上限的2/3處，由于差壓流量計的量程比是3：1，適用于生產(chǎn)量、消耗量比較穩(wěn)定，變化幅度小的流量測量。

⑵差壓變送器及壓力變送器等在訂購時應(yīng)注意如下三點：

①測程必須與孔板的最大差壓一致，或可調(diào)至孔板的最大差壓。

②輸出信號必須是0～10mA或4～20mA標(biāo)準信號，以便于與顯示儀表配合使用。

③對于需要溫度、壓力補償?shù)臏y量介質(zhì)一定要配備溫度測量儀表和壓力測量儀表。

⑶應(yīng)注意顯示儀表和信號測量儀表配合使用。

4.2 安裝

⑴孔板安裝時其“+”號應(yīng)向著流束。對于未標(biāo)“+”、“-”符號的孔板，安裝時應(yīng)注意孔板上的倒角在出氣的一邊。

⑵孔板安裝處不允許存在泄露現(xiàn)象。

⑶孔板上、下游側(cè)應(yīng)有足夠長的直管段，通常，前直管段長10D，后直管段長5D（D為管道直徑），否則，會產(chǎn)生很大誤差。

⑷導(dǎo)壓管應(yīng)垂直或傾斜敷設(shè)，傾斜度不得小于1：12，導(dǎo)壓管長度應(yīng)盡量短，以減少壓力損失，走絲不能太小，以減少摩擦損失。

⑸安裝時應(yīng)注意與測量登記表配套的三閥組的方向，特別對于那些未標(biāo)明安裝方向或高、低壓閥手柄裝反的更應(yīng)仔細檢查，以免給高度帶來不應(yīng)有的麻煩。

⑹變送器應(yīng)在外殼密封的情況下工作，必須防潮、防塵。環(huán)境條件過于惡劣時，可把變送器放在一小房間，以便于保護和維修。


4.3 維護

⑴差壓變送器投入運行時，應(yīng)正確操作位于它上部的三閥組。首先，應(yīng)打開平衡閥，然后打開正壓閥和負壓閥，最后關(guān)閉平衡閥，以避免壓力單相過載沖擊變送器的測量元件，拆除差壓變送器也應(yīng)先打開平衡閥，后關(guān)閉正壓閥和負壓閥。

⑵對于孔板、導(dǎo)壓系統(tǒng)及前后管道應(yīng)定期排污，新裝引壓導(dǎo)管需排污勤一點（約1個星期排一次），以后時間可長一點。

⑶當(dāng)工作條件改變或孔板開孔直角入口邊緣的銳利度和垂直度、孔板端面平行度、光潔度等參數(shù)超差時，應(yīng)及時對孔板進行修正和予以更換。

⑷引壓管中應(yīng)保持冷凝水，以防蒸汽進入變送器正負壓容室，引起測量誤差。


⑸當(dāng)變送器因誤操作，而受到單向工作壓力時，應(yīng)盡快使高低壓室無壓力，并調(diào)整零點，使輸出電流變化不大于0.1mA。


⑹差壓變送器容室“O”形密封圈拆裝時，必須清除密封槽內(nèi)垃圾，并用洗滌劑潤滑。

⑺變送器、顯示儀表應(yīng)定期校驗。

5 孔板式流量計在我廠的應(yīng)用

以西區(qū)電解鋅蒸汽計量為例：

工藝條件。

最大流量：qmax=90t/h；常用流量：qcom=72t/h；最小流量：qmin=30t/h；絕對壓力：P=0.5MPa；工作溫度：t=240℃；流體密度：ρ=2.152kg/m3；管道內(nèi)徑：D=509mm；差壓上限：△Pmax=6000Pa；流體粘度：μ=0.01774MPa·s；等熵指數(shù)：K=1.3027；管道相對粗糙度：K=0.075m；管道線膨脹系數(shù)λ0=1.72×10-6mm/mm℃；管節(jié)流件線膨脹系數(shù)：λ0=1.72×10-6mm/mm℃；20℃時節(jié)流體開孔直徑d20℃=312.93+0.16mm。

由以上有關(guān)工藝條件得出：

直徑比：β=0.61479；流出系數(shù)；C=0.60413；可膨脹系數(shù)：ε=0.97288；最大雷諾數(shù)：REDMAX=3512667；常用雷諾數(shù)：REDCOM=2810134；最小雷諾數(shù)：REDMIN=1170889；常用差壓：△P=38400Pa；壓力損失△W=36778Pa；計算誤差：E=0.0009%；流量不確定度：e=+0.88%；前直管段：L1=9.8mm；后直管段L2=3.6mm。

因該水蒸汽是過熱蒸汽，故應(yīng)進行壓力溫度補償，目前智能型儀表對流體密度采用兩種不同方法，有的儀表是預(yù)先給定的密度值，再通過所測得的溫度，有些儀表在軟件中采用查表法或補償法得到每一瞬間的液體密度值，此準確度高，鑒于此兩種情況，我廠選用的二次儀表為大華儀表廠生產(chǎn)的智能型通用流量過熱蒸汽質(zhì)量流量（帶壓力、溫度補償）。其數(shù)字模型。

測量過熱蒸汽質(zhì)量流量（帶壓力、溫度補償）：

式中：F2-儀表顯示的經(jīng)壓力或溫度補償后的瞬時質(zhì)量流量；QFS-流量量程設(shè)定值，即組態(tài)表中單元“08F”；I-對應(yīng)于瞬時流量輸入電流；Imax-當(dāng)輸入信號為4～20mA，△I=（20-4）mA=16mA；ρP·t-對應(yīng)的壓力（Pa）、溫度（℃）狀態(tài)下過熱蒸汽的密度kg/m3；Ks2--第二流量補償系數(shù)、參數(shù)設(shè)置表中“17F”單元。

ρ0為參考狀態(tài)下的蒸汽密度kg/m3。

此公式模型在參數(shù)設(shè)置中選擇見表1。

該孔板式流量計投入運行后，二次儀表運行穩(wěn)定，數(shù)據(jù)可靠，得到了熱電廠和電解鋅廠的認可，對電解鋅生產(chǎn)工藝中用氣量的合理控制起到了重要作用，為電解鋅節(jié)能降耗、增產(chǎn)提供了方便的條件。

6 結(jié)語

在流量測量中，孔板式流量計具有結(jié)構(gòu)簡單、使用壽命長及價格低等優(yōu)點，使板式流量計得到了普遍的應(yīng)用，盡管在不同的情況下存在測量精度不高的現(xiàn)象，但在使用中如果注意滿足孔板式流量計的使用條件和適用范圍，孔板式流量計仍能達到±1.5%的精度，目前仍然是一種較好的計量器具。

    差壓式流量計現(xiàn)場應(yīng)用的時候，經(jīng)常會遇到這樣那樣的問題，但是追究其原因，只要是在安裝正確的情況下，主要問題主要出現(xiàn)在差壓變送器上，下面主要給大家介紹下出現(xiàn)這些問題的檢查方法：

    1、差壓變送器輸出信號過低

    主要原因在于：正壓管發(fā)生泄露或者堵塞，差壓變送器量程過大，管道內(nèi)流量過小。對于一般測量流體，導(dǎo)壓管發(fā)生泄露或者堵塞正是不可能的，發(fā)生這個現(xiàn)象的正常是現(xiàn)場測量煤氣或者含雜質(zhì)的介質(zhì)，只要我們即使檢查導(dǎo)壓管，排除堵塞，調(diào)整差壓變送器量程和調(diào)節(jié)工藝流量。

    2、差壓變送器輸出信號過高

    這個主要原因和上面的正好相反，大家可以參考上述解決方法逐一排除。

    3、差壓變送器輸出信號不穩(wěn)定，波動大

    差壓式流量計安裝方向不正確，上，下游閥門擾動及彎頭對其他阻流件的影響是對節(jié)流元件影響最大的，這個就要我們即使調(diào)整工藝或者改變安裝地點。

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