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影响煤气孔板流量计精度因素与对策
关键字:孔板流量计,流量计    日期:2018-11-26 9:58:20

摘要:结合孔板流量计的实际使用情况,探讨了煤气密度(组分)变化、煤气含水量、煤气中的杂质、二次仪表的误差等造成孔板流量计精确度下降的主要因素,并提出了诸如修正密度、处理水和水蒸气、定期清洗、吹扫计量装置、定期校验二次仪表等措施。

1引言

孔板流量计由于具有结构简单、计量可靠稳定、仪表配套齐全、适用于大流量气体的计量等诸多优点,已被化工及其它企业广泛采用。然而,孔板流量计又因长期使用后出现的精确度下降等问题,使得煤气公司的产销差居高不下,同时也造成煤气制气厂和煤气供应公司之间常因气量结算问题发生计量纠纷。本文就影响孔板流量计精确度下降的主要因素及改进措施,进行一些探讨。

2孔板流量计精确度下降的主要因素

孔板流量计的使用,无论是对被测煤气的质量,还是对测量系统的设计、安装、维护等都有其严格的要求和条件限制。任何超出规定范围或破坏使用条件的,都将造成孔板流量计严重失准。因此在实际工作中,影响孔板流量计精确度的因素很多,但主要因素源自以下四个方面:

2.1煤气密度(组分)变化对孔板流量计的影响

由流量计算公式

可见,密度与差压处于同等重要,如果密度测不准,则即使差压测量为高精度,测量结果的精度也不会高,但这点实际上往往易被忽视。具体来讲,流经孔板流量计的煤气流量与煤气密度平方根成反比,当其他参数不变时,密度越大(),流量越小()。而在孔板流量计实际工作时,却把煤气密度取为定值ρ0,因此,孔板流量计显示的流量大小,只与ρ0有关,而与实际煤气的ρ值无关。这对于单气源的流量测定影响不大,只要煤种、配煤没有大的变化,炉温稳定,压力制度正常,煤气的成分基本稳定在一个范围之内,密度的变化也就不大。但一旦掺入其它气源如水煤气、发生炉煤气、液化石油气等,由于成分的变化大,实际煤气的成分也就会发生很大的变化。如果使用孔板流量计时,仍把煤气密度取为定值ρ0,就将产生很大的计量误差,该误差的大小为:

以炼焦厂为例,孔板流量计是根据纯焦炉煤气密度ρ设计的,设计的煤气密度ρ0取为.055497Kg/m3,计量很准确。近年来,为保证煤气的供应量,特别在冬季,经常不定时、不均匀地掺混大量的发生炉煤气,使煤气密度产生很大的变化,虽然将设计密度ρ0改为.0570 51 Kg/m3,但仍比煤气的实际密度低许多,造成孔板流量计的计量偏高, ρ最高时曾达到.0708 0Kg/m3,,ρ0高了24.1%,由此引起的流量误差达+l.023%

2.2煤气中含水量的影响

人工煤气在净化过程中,一般都要经过水的洗涤,因此,煤气都是饱和的。煤气流动过程中温度、压力会发生变化,水蒸气凝析,一部分水存积在孔板的前后直管段、孔板环室及导压管内,而这恰是孔板流量计的使用条件中绝对不允许的,将造成计量的严重误差。此外由于煤气中带有的大量饱和水蒸气一起流经流量计,随着煤气一起计量。在煤气进入气柜和输配管道后,由于增压和中途温度不断降低,水蒸气不断地凝析成水流入水井,使煤气体积缩减,从而产生了体积差,但这部分却不能计入售气量。

2.3煤气中杂质的影响

孔板流量计在使用一段时间后,煤气中的灰份、蔡、焦油、煤气胶等杂质会逐渐沉积吸附在孔板的孔、端面和上游管道上,使得孔板入口尖锐度与表面光洁度降低、内径变小、上游管道的粗糙度增加等,造成计量值偏大。

2.4二次仪表的影响

差压变送器压力变送器、流量积算器等二次仪表的误差,以及它们之间的连接、接头、转换等处的泄漏,也对孔板流量计系统精度产生最直接的影响,应给予高度的重视。

3改进措施

3.1对密度进行修正

为减少密度变化造成的影响,最好的解决办法是:每种气源分别计量,尽量避免用一只总表测多种气源的混和量,以保证仪表的精确性。还可以用以下方法做部分补偿:

l)根据近年来实测的煤气密度数据,求出平均值,输入孔板流量计的积算器,使积算器按较接近实际的数据运行;

2)用化学分析测得每天()的平均密度p,作为当天()孔板流量计的实际密度,对流量进行人工校正,校正公式为:

式中:

Q—密度校正后的煤气流量;

Q—孔板流量计积算器显示的流量。实测煤气密度的方法,可以是每天定时取样分析,求平均值;也可以用小钟罩24h连续取样,定时分析。由于目前国内尚无适用的可输出连续信号的在线气体密度计,所以对密度无法与压力、温度一样进行实时的完全补偿。

3.2对水和水蒸气的处理

3.2.1尽可能地降低出厂煤气的温度,减少水蒸气的含量,如进行冷冻脱湿。

3..22在孔板前后,分别安装排水装置(l)

孔板流量计前后安装排水装置示意图

采用自动排水加人工排水的方法,实际效果很好。冬季每班必须坚持定期排水,其他季节每天排水一次,排水后,检查排水阀是否关紧。

3.3定期清洗、吹扫计量装置

首先,气源厂应加强对煤气的净化处理,使其符合国家有关质量标准,减少对流量计的污染;其次,定期对孔板及直管段上的杂质进行清洗、吹扫。可采用:l)在线式可换孔板;2)多管并联。二者均能做到在不停气的情况下更换、清洗、吹扫孔板流量计系统,这会给那些气质较差、切停气较困难的用户带来清洗上的方便。

3.4定期校验二次仪表

为使二次仪表高准确度运行,应定期检查、校验二次仪表,具体的做法为:

l)检查取压管是否存在堵塞、进水及泄漏现象尤其要注意泄漏问题,管子、接头、阀门、焊缝、与差压器连接处等均为可能的泄漏点,应用肥皂水吹泡等方法检漏;对差压变送器连接的三阀组中的平衡阀也应注意,防止失灵后使高低压串通, 导致压差减小进而影响计量精度。

2)校验差压变送器的零点,减小零点漂移带来的影响。

3)除差压变送器外,其他二次仪表组成整体, 用高精度的差压计进行在线模拟实验,确保量程在范围之内。

 

 

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