差压式流量计的应用与误差处理
差压式流量计的应用与误差处理
压式流量计是目前比较广泛的差压式流量计种类之一，它具有结构简单，应用范围广，便于维修，且标准件便于生产等特点，因而广泛的应用于石油石化行业。文章主要根据差压式流量计的组成和测量原理分析测量误差产生的各种原因，并针对性给出误差消除办法。
差压式流量计广泛应用于工业生产的流量计量中，在流量计量中发挥着重要作用。流量计在出厂前需要进行标定，以确定其测量精度是否符合标准。本文以长径喷嘴流量计为例，通过标定实验及实验数据分析，介绍了差压式流量计标定流程及测量原理，并结合科学合理的误差分析方法，得出了可靠的流出系数，确定了该流量计在实际测量中的可靠性。
1 .差压式流量计的组成与工作原理
差压式流量计由标准节流装置（如标准孔板）、引压管路和差压变送器组成。常用的标准节流装置有标准孔板节流装置、喷嘴节流装置、文丘利管节流装置。标准孔板节流装置由于其在加工制造和安装方面***为简单，通过长期使用，已实现了设计安装计算的标准化，在应用中广泛采用标准孔板节流装置。导压管把差压信号引出至差压变送器，差压变送器把差压信号转换成标准信号输出。充满管道的流体流经管道内的节流装置，由于节流元件造成的流束局部收缩，使管中心流体流速发生变化，其静压力随之变化。由于流体流经孔板时，产生局部涡流损耗和摩擦阻力损失，在流束充分恢复后，静压力不能恢复到原来的数值。节流元件前后的静压差大小与流量有关，流量愈大，流束的收缩和动、静压能的转换也愈显著，则产生的压差也愈大。只要测得节流元件前后的静压差大小，即可确定流量，这就是节流装置测量流量的基本原理。这种测量方法是以能量守恒定律和流动连续
性方程为基础的。
2.测量误差产生的原因及消除办法
简单地说，产生测量误差的原因主要有三个：安装不规范或错误安装、维护不及时或误操作、工艺系统或工况改变。
2.1节流装置安装不规范
节流装置的安装是否满足要求，是保证几何相似和动力学相似的重要条件，直接关系到差压式流量计计量准确度的高低。虽然标准节流装置是通过大量实验总结出来的，不需要实际标定就可直接投产使用，但在安装过程中很有可能出现以下几项不规范甚至错误安装的情况，从而导致测量误差的产生。
（1）节流装置前后直管段不符合要求：节流装置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、阀门等阻力件出现，使流束由稳定变为扰动，从而导致测量误差的产生。消除办法就是根据现场实际情况并按照前后直管道要求，合理设计节流装置安装位置，而后施工。
（2）节流装置上下游面受损：由于节流装置在运输过程中或由于施工人员安装粗心造成其上下游面受损，从而导致测量误差。消除办法就是提高施工人员技术素质和责任心，在安装前应仔细检查，发现节流装置上下游面受损，应及时更换；并且在安装过程时应精心施工，避免损害节流装置。
（3）节流装置上下游面装反：安装过程中应正确辨认管道内介质流向及节流装置方向，若方向不一致则将导致测量值偏低。这主要是因为施工人员粗心所致，消除办法同上。
（4）不同节流装置装反位置：这种情况一般在试车阶段特别容易出现，在试车阶段，几乎所有工艺管道需要多次吹扫，可能频繁拆装节流装置；若节流装置大小尺寸一样，稍不注意就会弄错。某公司装置就曾出现过装反情况，刚投用时误差都很大，经查变送器和导压管道都正常，后来利用停车机会将节流孔板拆下处理时发现两节流装置序号和编号反了，调换后均指示正常。消除办法也同上两项中所讲
（5）节流件本体未按照要求安装：节流件在安装过程
中有很多标准，如应垂直于管道轴线，其偏差不能超过1°；
节流件应与管道、夹持件（采用时）同轴等。只有按照节流
件的安装要求才能保证使用时的测量精度，如果出现偏差则
测量不准。消除办法也同上。
（6）垫片的错误使用无论是环室与法兰还是环室与孔板之间的垫片，其内径尺寸***好小于管道内径 3mm，以防垫片突入管道而影响介质流动状态。消除办法是使用合适尺寸的垫片，并保证安装的中心对正。
2.2导压管路安装不规范
安装导压管路的主要目的是用来传递压力，不规范安装会造成正负压侧产生附加误差，从而产生测量误差。通常有以下几个原因。
（1）导压管路太短或太长：根据一般技术规定，导压管道应在 3～50m之间，太短时测量波动大，太长则测量滞后；且在测量液体时应保证水平管线应有1：12的坡度，保证管道内充满液体，以免产生测量误差。但在横平竖直美观的安装条件下往往会与该规定相冲突。消除办法就是保证按照技术规定和设计来施工。
（2）在测量蒸汽流量时，冷凝液罐的取压端不同高这种情况也会产生测量的额外附加误差。消除办法为正确安装冷凝罐，保证取压端等高。
（3）伴热不均匀或离热源太近，导致导压管内介质汽化或密度变化在北方，冬季里有些导压管需要保温，若出现上述情况，则会由于导压管内介质汽化或密度变化，正负侧导压管传递压力不一致从而产生测量的附加误差。某公司装置就出现过这种情况，在未送伴热时一直指示正常，但在冬季送上伴热后，指示经常出现负值，在查找问题时发现伴热管道离正导压管太近，导致正压侧冷凝液有汽化现象。消除
办法就是正确安装伴热，合理选择导压管环境位置。
2.3差压变送器安装不规范
差压变送器安装环境太差，如振动大、尘土大或者有强腐蚀性介质。消除办法就是按照有关技术规定选择合适位置来安装变送器，若属特殊情况必须在此环境安装，则应按照现场实际情况增加防护措施，譬如增加防护箱或者固定支架。
2.4维护不及时或误操作
为了保证流量计的长周期稳定运行，进行各种计量，这就要求相关仪表人员平时精心维护。否则由于维护不及时或误操作，都会引起测量误差的产生。
（1）节流装置长期受工艺介质腐蚀和磨损导致变形消除办法是要定期拆卸检查，发现变形应及时更换。（2）节流装置内表面结垢，导致流通面积改变消除办法是要定期拆卸检查，发现结垢应及时清洗或更换。
3 结语
综上所述，差压流量计在使用中会出现测量误差，可以通过以下步骤找出差压流量计测量误差产生的原因并消除：①对于刚施工投用的流量计，其测量误差产生的原因多是安装不规范或错误安装所致；②对于长期投用的流量计，测量误差产生的原因多是维护不及时或误操作.