标准孔板测量范围扩展后误差分析
孔板流量计测量误差分析
孔板流量计测量误差分析摘要:在火电厂600MW机组中,对于流量的测量众多,其中流量计的类型也种类较多,包括孔板流量计、威力巴流量计、转子流量计、电磁流量计、超声波流量计等,测量的介质也多种多样,包括蒸汽、水、油等。
某电厂投入供热,增加了蒸汽及除盐水流量,安装初期出现蒸汽流量计测量不准情况,本文结合蒸汽流量的特点分析误差产生的原因及解决方案。
关键词:流量;差压式;误差;流量计;解决;原理一、流量的分类流量计按其测量原理分为以下四类:1、差压式流量计:主要利用管内流体通过节流装置时,其流量与节流装置前后的压差有一定的关系,属于这类流量计的有标准节流装置等;2、速度式流量计:主要利用管内流体的速度来推动叶轮旋转,叶轮的转速和流体的流速成正比,属于这类流量计的有叶轮水表和涡轮式流量计等;3、容积式流量计:主要利用流体连续通过一定容积之后进行流量累计的原理。
属于这类有椭圆齿轮流量计和腰轮流量计;二、差压式流量计测量原理目前生产现场使用最多的为差压式流量计。
(一)差压式流量计是根据伯努利方程提供的基本原理,通过测量流体差压信号来反映流体流量的测量方法。
差压式流量计的测量原理:充满管里的流体经直线管道进入节流装置,流速将在节流处收缩,使流速加快,静压力降低,导致节流件前后产生差压。
流速增大,差压也随之增大,因此,通过测量差压,可以确定流量。
1.差压式流量计的组成差压式流量计有节流装置、引压导管、三阀组、差压变送器和二次仪表组成。
1.节流装置:节流装置由节流和取压装置构成。
标准节流件有三种类型,即:孔板、喷嘴、文丘利管。
2、差压变送器:差压变送器是差压式流量计中的重要组成部分,它将节流装置的差压信号转变成电流信号,以便于二次仪表处理和运算。
3、显示仪表:显示仪表将差压变送器产生的标准电流信号及其它装置产生的补偿信号进行开方并积算,显示瞬间流量、累计流量及其它流量。
对于压力、温度波动范围较大的测量介质,如过热蒸汽等,必须进行温度、压力补偿,对于饱和蒸汽,应进行压力(或温度)补偿。
孔板流量计产生误差的原因分析
孔板流量计产生误差的原因分析1、孔板流量计安装不合理孔板流量计的安装应符合相应的安装规范。
根据GB/T 21446—2008《用标准孔板流量计测量天然气流量》,节流装置应安装在2段具有等直径的圆形横截面的直管段之间,毗邻孔板的上、下游直管段应符合一定的技术要求。
一般情况下,海上油田孔板安装要求为:毗邻孔板的上游直管段长度应为10D(D为测量管内径),下游直管段长度应为5D。
在实际安装的过程中基本可以满足要求,但往往一些细节问题会被忽视,也会造成安装误差,如:直管段内壁粗糙度不符合要求,引起误差;施工人员领料、用料不符合规范,实际安装管道与设计要求不符等。
2、取压与气流异常从地层中开采出的原油进入油井计量分离器进行油气水三相分离,这一过程中,当出现天然气气液分离效果不好或分离器内部结构件(波纹板、捕雾器)故障破损时,也会产生不利的影响因素。
如:(1)会使导压管路、测量腔室在长时间使用中产生积水、积油现象,严重的情况下原油中的油泥及颗粒也会进入导压管,发生堵塞,从而影响计取压的准确性,造成计量误差;(2)在冬季,环境气温较低时,有可能会使积液产生冻堵,此时流量计也不能真实地反映出孔板的前后压差,造成计量数据不准确;(3)仪表变送器经过长期使用,会发生相应的零点漂移,造成测量数据偏差。
依据GB/T 21446—2008《用标准孔板流量计测量天然气流量》,气流通过孔板的流动应保持亚音速,是稳定或仅随时间缓慢变化的,应避免脉动气流。
当不能满足孔板安装直管段的长度要求时,应安装阻流件及流动调整器,以确保气流的稳定。
3、测量范围选择不合理在正常生产中,由于油藏属性、地层能量、开采方式等的不同,每口油井的生产状态与产量也会不同。
单一开口尺寸的孔板流量计的计量范围是固定的,一般情况下常用孔板的量程比为1∶3。
实际操作中,应根据油井的开发生产方案中的预测产气量或已知产气量选择与之相适应的孔板进行油井的计量。
4、人员操作及维护不当对高产井与低产井的计量,由于其产气量的范围会超出测量范围,不可避免的工作就是更换不同孔径的孔板,以确保计量的准确性。
孔板流量计的误差分析及修正
PROCE SS AUTOM AT I ON I NSTRUMENTATI ON Vo l 131No 12February 2010修改稿收到日期:2009-03-16。
作者史晓军,男,1966年生,2007年毕业于河南科技大学计算机系,获学士学位,工程师;主要从事仪控技术方面的研究与管理工作。
孔板流量计的误差分析及修正Error Analysi s and Amendmen t f o r O rifi c e F l o wmete r史晓军(大唐国际阜新煤制气有限公司,辽宁阜新 123000)摘 要:孔板流量计是一种广泛应用于化学工业的流量测量仪表。
它在安装、使用和维护等方面存在很多的不足,从而容易产生流量测量的误差。
通过对孔板流量计的研究,得出引起流量测量误差的各种原因及相关消除方法;并通过补偿和技术改造等措施对测量误差进行了修正,从而保证了流量测量的准确性和实效性。
这对于孔板流量计的准确计量具有一定的指导作用。
关键词:流量计 测量误差 精度 孔板 计量 差压变送器中图分类号:TH814 文献标志码:AAbstract :O rifi ce flo wm eter i s one ki nd o f flo w meas uri ng i nstru m ents t hatw idely used i n che m ica l engineeri ng i ndustries .It f eatures de merits i n i nst a llation ,operati on and ma i nt enance ,t o cause measuring error .T hrough researchi ng orifi ce fl owmeters ,various reasons causedm easuri ng erro r and re l atedm et hods to e lm i i nate t he error have been obta i ned .The error is a mended by co m pensati on and technical retrofits to guarantee accuracy and eff ecti veness o f flo w m easure m en.t It offers gui dance to m i ple m ent prec i se m easure m ent o f or ifice fl owmeter .K ey words :F l ow m eter M eas uri ng error Precision O rifi ce M easure ment D ifferential pressure trans m itter0 引言目前,在工业生产过程中,绝大部分流量测量都是采用标准节流装置孔板与差压变送器配套使用的[1-2]。
关于孔板计量天然气流量产生误差的原因分析报告
关于孔板计量天然气流量产生误差的原因分析报告孔板计量是一种常用的天然气流量计量方法,通过在管道中设置一个特殊的孔板来测量流体的流速和流量。
然而,在孔板计量中可能会出现误差,影响计量结果的准确性。
本报告将对孔板计量天然气流量产生误差的原因进行分析,并提出相应的解决措施。
首先,孔板本身的设计和制造工艺可能导致误差。
孔板的尺寸和形状对流体的流速和流量测量结果有直接影响。
如果孔板的尺寸不准确或形状不合理,流体在经过孔板时会发生扩散、收缩等现象,导致流速和流量的测量结果偏差。
因此,孔板的设计和制造需要严格按照相应的标准和规范进行,确保孔板的精度和稳定性。
其次,流体的性质对孔板计量的准确性也有影响。
孔板计量适用于一定范围内的流体,对于温度、压力、流速等参数的变化敏感。
孔板计量的精度随着流速的增加而下降,因此在高流速条件下可能产生更大的误差。
此外,孔板计量对于流体的密度变化也比较敏感。
因此,在计量前需要对流体的性质进行准确测量,并根据实际情况进行修正。
第三,孔板计量中的壁差效应也会导致误差。
壁差效应是指流体流经孔板时与孔板壁面发生摩擦,形成局部的速度分布不均匀,进而影响流速和流量的测量结果。
壁差效应的大小受到孔板壁面的光洁度和形状的影响。
为了减小壁差效应的影响,可以使用表面光滑、形状合理的孔板,并定期进行清洗和维护。
最后,流体中的杂质和沉积物也是影响孔板计量准确性的因素之一、流体中存在的杂质和沉积物会堵塞孔板,影响流体的流过,进而导致流速和流量测量结果的偏差。
为了减小此类误差,需要定期对孔板进行清洗和维护,并采取相应措施,如安装过滤器等,来减少流体中的杂质和沉积物的存在。
总之,孔板计量天然气流量可能存在误差,主要原因包括孔板设计和制造的问题、流体性质的变化、壁差效应以及流体中的杂质和沉积物等。
在实际应用中需要综合考虑各种因素,并采取相应的措施来降低误差,以确保计量结果的准确性和可靠性。
孔板流量计计量误差现场因素分析
石油工业技术监督·2009年6月长距离输气管道通常采用差压式孔板计量进行贸易计量交接。
由于多种原因,计量数据会存在偏差。
为此,根据计量公式,结合日常运行实际,现对计量过程中的影响因素进行分析,确定各种因素对计量结果的影响方向,为精准计量和寻找计量误差提供依据。
石油行业标准SY/T6143-2004《用标准孔板流量计测量天然气流量》中,列出了天然气标准体积流量计算公式:q vn=A vn CEd2F GεF Z F T P1Δp姨式中q vn—天然气在标准参比条件下的体积流量,m3/s;A vn—体积流量计量系数,无量纲,秒体积流量m3/s计量系数A vns=3.1794×10-6;C—流出系数,无量纲;E—渐进速度系数,无量纲;d—孔板开孔直径,mm;F G—相对密度系数,无量纲;ε—可膨胀性系数,无量纲;F Z—超压缩系数,无量纲;F T—流动温度系数,无量纲;P1—孔板上游侧取压孔气流绝对静压,MPa;Δp—气流流经孔板时产生的差压,Pa。
现场因素分析1气体组分和气体质量对计量结果的影响气体组分数据的得出有两种情况。
一是有气质监测设备,定时把现场数据采集到计量系统中,适时更新;另一种是由于运行成本及其他原因,气体组分采用异地测量、人工输入的方式。
组分对计量结果的影响为:如果轻质成分(如甲烷)含量增加,则天然气密度ρn会减小,根据G r=ρn/1.204449,真实相对密度G r相应减小,根据公式F G=1/G r姨,相对密度系数F G则减小,流量计得出的结果与真实值相比会减小,即发生少计量现象。
美国雪佛龙公司和科罗拉多工程试验站的试验研究结果表明:(1)用孔板流量计测量气体流量,当气体中夹带少量液体时,流量测量不确定度偏高,测量的湿气流量随β(直径比)的增加而减少,在β为0.7时,测得的流量偏差为-1.7%;(2)当夹带少量液体时,在β为0.5时表明孔板性能较好,但是应将夹带液体在孔板上游脱出,以获得最佳的计量性能;(3)用旧的孔板流量计测量湿气,流量计量值将降低3%[1]。
标准孔板在应用中的误差分析及提高其测量准确度的措施
服 从正 态分 布规 律 的 随机 考 虑 , 导 出流量 、量 标 准偏 可 狈 0
差 的相对 值 为 : 量 测 量 的 随机 不 确 定 度 ( 相对 值 表 流 用
示 )m/ =2 曲 q ) 置信 概 率 的 9% )依 照 J 60 8 m ( / ( 5 , J 4 G
—
糙 度直度 圆度等 ) 流件 在 管道 中 的垂 直 度 同 轴 度 等被 节
2 介 质参数偏 离设计 条件 时误 差分 析 标准孔板 在 规 范 的条 件 内 ( 板 加 工 精 度 、 装 条 孔 安 件 、 质参 数 )可 保证 流 量测 量 的总 误 差 不 超 出某 个 限 介 , 定 值 , 标准 孔板 的实 际 应 用 中一 些 因素 将 对 流量 测 但在 量 误差产 生影 响 。而 介 质参 数 偏 离 其设 计 值 时 , 各个 对
虑, 需要 对钡 量 条件提 出严格 的规 定 , 但在动 力学上 必 4 不
l5 , 值 随 Q 0 a 时 m值增 加而减小 , 有关文 献计算 结果表 明: 值 >05 尺 < 5 在 ., 5 1 时或 >O7 , 3X X0 . RD< 5
19 流 装 置 的检 定 规 程 所 给 定 的方 法 , 别 确 定 94节 分
( 计) 估 出各 个 自变量 D、 、 p p 、 £及相应 的标准偏 d A 、1 、
确定。 值 已定时 , 可看作仅是雷诺 数 的 函数 a=厂 ( 扣)其 中规 定 雷诺 数 计算 公 式 为 RD=34×l3 R , 5 ( / ) 0
最 为显著 , 现浅析 如下 : 2 1 对流 量系数 a的影响 . 当孔板 的形 式 ( 压 力式 ) 几 何 形 状 、 道 条 件 ( 取 、 管 粗
标准孔板流量计测量天然气流量计量附加误差分析
且 呈 均 匀 分 散 状 态 .也 可 以 认 为 是 均 匀 单 相 的 牛 顿 流
体 气流 流 经孑 板 以前 . 流束 应 与 管道 轴 线平 行 . L 其 气流 流动 应 为 充分 发 展 紊流 且 无漩 涡 . 道 横截 面所 有 点上 管
进 人 流 量计 的气 体 必 须先 通 过 气 液 分 离 器 、过 滤
器。
以上 分析 了产 生计 量 附加 误 差 的原 因 . 了消除 或 为
① 把 测量 管 装在 对 消除 脉动 来 说较 为 有利 的位置 ,
例如 装在 调压 阀 的人 口或 远 离脉 动源
减 少 附加误 差 , 须 做如 下几 项工 作 : 必
装 整 流 器 . 免 旋 转 流 、 流 对 计 量 的 影 响 避 涡 2天 然 气 的 气 质 和 气 流 条 件 . G /2 4 6 2 0 规 定 . 过 孑 板 的 天 然 气 是 经 净 化 BT 14 — 0 8 通 L
处 理后 的天 然 气 . 流 的流 动 应 是 保 持 亚 音 速 的 、 定 气 稳 的 或仅 随 时 间缓 慢 变化 的 .气 流 是 均匀 单 相 的牛 顿 流 体 若 气 体 含有 质 量分 数 不 超过 2 %的 固体 或 液体 微粒 .
段 长 度 . 现 场 实 际 中 一 般 很 难 得 到 满 足 . 别 是 巾 于 在 特
局 部 收 缩 ( 河 流 中 的 狭 小 处 一 样 ) 流 速 增 加 、 压 力 像 , 静
降 低 . 孑 板前 后 产 生微 小 的静 压 力差 ( 工 艺 等原 广 . 大 计量 装 置 的 上游 往 往 都存 在 弯 头 如 ] 果 是单 弯 头 或平 面 双弯 头 将使 计量 结 果 偏高 . 于 多个 对 弯 头 . 使计 量 结 果偏 低 . 将 .因此 应 该 存 节流 装 置 之 前加
关于孔板计量天然气流量产生误差的原因分析报告
孔板计量天然气流量产生误差的原因分析注:要结合我们的生产实际情况和计量标准6143-1998进行分析方爱国(吐哈油田丘东采油厂)摘要文章主要对在天然气计量中使用最广泛的孔板流量计在流量计量时产生误差的一些原因进行了分析。
主题词天然气流量计量孔板流量计误差一、前言孔板流量计在天然气计量方面被最广泛的采用。
孔板流量测量系统一般由节流装置(标准孔板)、差压变送器及数据处理器(开方积算器或计算机)组成。
孔板流量计的主要特点:优点:(1)适用于较大口径管道的计量(目前口径大于DN600的流量计一般只能选用孔板)。
(2)无可动部件,耐用。
(3)应用历史悠久,标准规定最全。
(4)制造相对容易,价格便宜。
缺点:(1)测量围(量程比)窄,为3:1,且合理使用的流量是满量程的30%~80%。
(2)压力损失最大,可达25%~50%。
(3)计量准确度受安装条件影响很大。
(4)前后直管段要求长,占地面积大。
(5)计量准确度受人为因素影响大。
(6)不能直接读出计量结果,使用不便。
为了提高孔板流量计在天然气计量的准确度,分析和掌握测量装置本身在使用过程中产生误差的原因是计量工作中必不可少的一项重要工作。
二、测量原理充满管道的流体,当它流经管道的节流件时,如图1所示:图1. 孔板附近的流速和压力分布流速将在节流件处形成局部收缩,因而流速增加,静压力降低,于是在节流件前后便产生了压差。
流体流量愈大,产生的压差愈大,这样可依据压差来衡量流量的大小。
这种测量方法是以流动连续性方程(质量守恒定律)和伯努利方程(能量守恒定律)为基础的。
压差的大小不仅与流量还与其他许多因素有关,例如当节流装置形式或管道流体的物理性质(密度、粘度)不同时,在同样大小的流量下产生的压差也是不同的。
以伯努利方程式和流体流动的连续性方程式为依据,天然气流量计量的实用公式是:p*1Q n=A h*α0*γre*b k*F r*ε*d2*F g*F a*F z*F t*hw式中Q n——标准状态下气体体积流量A h——常数,视差压、静压的单位而定,一般为8.6856α0——特定流量系数γre——测量管壁流量修正系数b k——孔板入口边缘锐利度修正系数F r ——雷诺数修正系数ε——气体膨胀系数d ——孔板在20℃下实测的开孔口径F a——孔板热膨胀修正系数F g——天然气相对密度修正系数F z——超压缩系数F t ——流体流动温度修正系数1p——孔板上游侧绝对压力hw——气体流过孔板时的差压三、误差因素分析1、基本误差由测量装置本身准确度所决定的误差。
孔板流量计精度不准确的原因
孔板流量计精度不准确的原因本文由提供一、孔板流量计计量不准确的原因分析标准孔板是由机械加工获得的一块圆形穿孔的薄板。
它的节流孔圆筒形柱面与孔板上游端面垂直,其边缘是尖锐的,孔板厚与孔板直径比是比较小的。
孔板在测量管内的部分应该是圆的并与测量管轴线同轴,孔板的两端面应始终是平整的和平行的。
1.孔板偏心根据GB2624-81规定,孔板应与节流装置中的直管段对中。
实验表明,孔板偏心引起的计量误差一般在2%以内,孔径比β值愈高,偏心率影响愈大,应不用值高的孔板。
2.孔板弯曲由于安装或维修不当。
使孔板发生弯曲或变形,导致流量测量误差较大。
在法兰取压的孔板上进行测试,孔板弯曲产生的最大误差约为3.5%。
3.孔板边缘尖锐度孔板入口边缘磨损变钝不锐或受腐蚀发生缺口,或孔板管道内部的焊缝或计量法兰垫片,都将使实际流量系数增大和差压降低,造成计算气量偏小。
二、提高计量精度的措施1.消除气流中的脉动流管道中由于气体的流速和压力发生突然变化,造成脉动流,它能引起差压的波动,而节流装置的流量计算公式是以兰孔板的稳定流动为基础的,当测量点有脉动现象时,稳定原理不能成立,从而影响测量精度,产生计量误差。
因此,为了保证天然气计量精度,必须抑制脉动流。
常用的措施有:(1)在满足计量能力的条件下,应选择内径较小的测量管,提高差压和孔径比;(2)采用短引压管线,减少管线中的阻力件,并使上下游管线长度相等,减少系统中产生谐振和压力脉动振幅增加;(3)从管线中消除游离液体,管线中的积液引起的脉动可采用自动清管系统或低处安装分液器来处理。
2.计量装置的设计安装应符台SY/T 6143-1996由于影响孔板流量计测量精度的根本原因是节流装置的几何形状和流动动态是否偏离设计标准。
因此在使用过程中必须定期做好系统的校检、维护工作,对于实际使用中的压力、温度、流量等工况参数的变化,应进行及时修正。
可采用全补偿的流量计算机的积算方案,以减少计量误差,确保计量精度。
孔板流量计的误差分析及修正
行使用时, 这一问题显得尤为突出。因此 , 查找测量误差
产生的原因和克服办法, 具有很重要 的现实意义。 孔板流量计主要 由孔 板 、 导压 管路和差 压变送 器
三 部 分 构成 。孔 板 是 流 量 计 的 节 流 元 件 , 将 介 质 流 它
电极 , 两 固定 电极 组 成 差 动 电 容 器 。测 量 膜 片 的 左 与
量误差 。消除办法就是提 高施工人员的技术素质和责
任心 。施 工人员在安装孔 板前应仔 细检查孔 板片 , 若
发 现孑 板 片上 下 游 面 受 损 , 及 时 更 换 ; 安装 孔 板 过 L 应 在
摘
130 ) 200
要 :孔 板流 量计是 一种广 泛应用 于化 学工业 的流量测 量仪 表 。它 在安 装 、 使用 和 维护 等方 面存在 很 多 的不 足 , 而容 易 产生 流 从
量 测量 的误差 。通过对 孔板 流量计 的研究 , 出引起流量 测量误 差 的各种 原 因及 相关 消 除方 法 ; 通 过补 偿 和技 术改 造 等措 施对 测 得 并 量误 差进行 了修正 , 而保证 了流量 测量 的准确性 和实效 性。这对 于孔 板流 量计的准 确计量 具有一 定的指 导作用 。 从 关键 词 :流 量计 测量误 差 精度 孔板 计量 差压变 送器
Ke wo ds F o y r : l wme e Me s rn r o P e ii n Orf e Me s r me t Di e e ta r s u e ta s t r tr a u ig err r c so ii c a ue n f r n il p e s r r n mi e f t
孔板流量计的安装及测量误差分析 孔板流量计维护和修理保养
孔板流量计的安装及测量误差分析孔板流量计维护和修理保养.节流元件(标准孔板)的安装节流件前后的直管段必需是直的,不得有肉眼可见的弯曲。
节流件前后要求一段充分长的直管段,应当按国标GBT2624—2023 用安装在圆形截面管道中的差压装置测量满管流体流量的要求处理是zui为合理的。
但在实际工程上人们往往依照前 10D 后 5D 来进行安装。
介质为气体时,应将取压口定在水平线上偏 45的位置上,以使冷凝渡进入导压管。
对高粘度或腐蚀性介质,要加装隔离器,通过隔离液将差压信号传递给变送器。
对液体介质,在导压管zui高点应安装集气器。
2.差压变送器的安装取压点处应保证有直管段,两边各大于 5D(管道直经)。
在蒸汽管道上取压时,应在管道的侧面安装引压管,平衡罐应安装在引压管的zui高点处,排污管应在靠近变送器引压管连接处安装。
取压点与变送器的管道距离应大于 1 米,变送器的安装位置应低于取压点的位置。
3.孔板流量计使用中的测量误差分析孔板流量计在实际应用时,假如使用不当,会使它的测量误差增大,有时可达到 10%左右。
如何削减其计量误差,需要合理的选型、精准的设计计算和加工制造,更要注意正确安装、维护和符合使用条件等才能保证孔板流量计有充分的实际测量精度。
下面就其测量误差进行分析:(1)流量计算方程描述流动状态真实性的不确定性因素,以及脉动流、多相流、漩涡流、不对称流动等不符合标准规定,假如仍依照原有的仪表常数推算流量,将与实际流量有误差,则可依据有关计算公式加以修正或重新设计计算。
(2)测量装置(如一次元件、二次仪表、计算输出设备等)在充分标准的技术要求前提下,由于各个装置自身及环境条件因素引起的不确定因素。
① 孔板安装不正确。
安装时孔板开孔中心与管道中心线不同心,会造成测量误差,引压管堵塞及垫片等凸出物的显现也是引起误差的原因。
② 孔板入口边缘被磨损。
虽然标准孔板早已列入国际标准ISO5167 和我国国家标准 GB2624,但它在结构上是有其固有弱点的,它在实际使用中是不耐用的。
孔板流量计测量误差的影响因素
淮安嘉可自动化仪表有限公司孔板流量计测量误差的影响因素1、仪表选型或使用条件的影响在仪表选型设计阶段,没有充分考虑到工艺日常操作中各种工况的影响,导致孔板流量计在使用过程中,工艺操作的最低流量在孔板设计量程的30%及以下或者工艺操作的最高流量大于孔板的设计流量,从而使流量显示出现极大偏差,影响到工艺人员的生产操作。
以1.5级精度的孔板流量计来为例,在流量为量程的10%时,差压值只为差压量程的1%,根据GB/T2624-93中不确定度估算方法,差压测量的不确定度由变送器的精度等级决定,根据上述公式还可推算出当测量流量为设计量程的30%时,不确定度为3.7%。
可以发现,在30%量程以下,孔板的测量有很大误差,甚至在10%量程以下时,会对变送器进行小流量切除,避免造成流量测量不准,给工艺操作员造成参考偏差,一般孔板流量计使用条件会在量程的30%~90%之间比较好。
2、孔板前后直管段或孔板本身腐蚀影响孔板流量计在长期受到高温、高压气体或液体的持续冲刷,特别是带腐蚀性废气或油品的侵蚀后,会导致孔板的直管段内壁或孔板直角边缘腐蚀,入口边缘尖锐度变钝、直角垂直度、直管段管壁粗糙度变差。
而流量系数与孔板入口边缘锐度、管壁粗糙度等因素有关,在相等流量的介质通过该孔板时产生的前后压差变小,仪表输出偏小。
孔板入口边缘磨损越严重,测量误差就越大。
因此,需要对孔板进行修正(不淮安嘉可自动化仪表有限公司划算),或更换相同型号的孔板。
3、孔板安装不规范的影响孔板施工安装不规范,如孔板装反导致流量测量偏小,孔板露出的部分标记“+”号的为介质入口方向;孔板安装时孔板的中心线要和前后直管段中心线重合,避免孔板偏心,孔板偏心引起的测量误差大约在2%以左右。
还有引压管的插入位置、敷设坡度过大都对测量产生很大影响。
而节流装置(孔板)密封垫片没有按照环室尺寸加工,使得垫片伸入到管内,干扰流体稳定流动;或直管段前后过短等更是会造成流量测量不准,流量测量线性度也达不到相关要求。
孔板计量天然气流量产生误差的原因分析(精)
孔板计量天然气流量产生误差的原因分析 注:要结合我们的生产实际情况和计量标准 6143-1998进行分析方爱国(吐哈油田丘东采油厂)摘要文章主要对在天然气计量中使用最广泛的孔板流量计在流量计量时产生误 差的一些原因进行了分析。
主题词天然气流量计量孔板流量计误差 一、 刖言孔板流量计在天然气计量方面被最广泛的采用。
孔板流量测量系统一般由节流装 置(标准孔板)、差压变送器及数据处理器(开方积算器或计算机)组成。
孔板 流量计的主要特点: 优点:(1) 适用于较大口径管道的计量(目前口径大于 DN600的流量计一般只能选用 孔板)。
(2) 无可动部件,耐用。
(3) 应用历史悠久,标准规定最全。
(4) 制造相对容易,价格便宜。
缺点:(1) 测量范围(量程比)窄,为 3: 1,且合理使用的流量是满量程的 30%〜 80%。
(2)(3) (4) (5) (2) 为了提高孔板流量计在天然气计量的准确度,分析和掌握测量装置本身在使用过 程中产生误差的原因是计量工作中必不可少的一项重要工作。
二、 测量原理充满管道的流体,当它流经管道内的节流件时,如图1所示:压力损失最大,可达 25%〜50%。
计量准确度受安装条件影响很大。
前后直管段要求长,占地面积大。
计量准确度受人为因素影响大。
不能直接读出计量结果,使用不便。
图1.孔板附近的流速和压力分布流速将在节流件处形成局部收缩,因而流速增加,静压力降低,于是在节流件前后便产生了压差。
流体流量愈大,产生的压差愈大,这样可依据压差来衡量流量的大小。
这种测量方法是以流动连续性方程(质量守恒定律)和伯努利方程(能量守恒定律)为基础的。
压差的大小不仅与流量还与其他许多因素有关,例如当节流装置形式或管道内流体的物理性质(密度、粘度)不同时,在同样大小的流量下产生的压差也是不同的。
以伯努利方程式和流体流动的连续性方程式为依据,天然气流量计量的实用公式是:Qn=Ah*a 0* 丫re*bk*Fr* £ *d2*Fg*Fa*Fz*Ft*p1*hw式中Qn——标准状态下气体体积流量Ah――常数,视差压、静压的单位而定,一般为8.6856a 0――定流量系数丫re —测量管内壁流量修正系数bk――孔板入口边缘锐利度修正系数Fr ――雷诺数修正系数£体膨胀系数d ――孔板在20C下实测的开孔口径Fa --- 孔板热膨胀修正系数Fg――天然气相对密度修正系数Fz --- 超压缩系数Ft ――流体流动温度修正系数 p1――孔板上游侧绝对压力 hw ――气体流过孔板时的差压 三、误差因素分析 1、基本误差由测量装置本身准确度所决定的误差。
孔板流量计的误差与修正原因
孔板流量计的误差与修正原因什么是孔板流量计?孔板流量计是一种基于测量不同路径液体或气体流动速度的差异而测量的流量计,它的通道是一个横截面为圆形的流道,流道中心充满了流体,中央位置有一个圆形孔洞,其作用是使流体通过孔洞时产生压降,通过测量压降来推算流量。
孔板流量计的结构简单、精度高,使用范围广,是工业生产中常用的流量计之一。
孔板流量计的误差来源1.阻力系数不确定性孔板作为一种流体测量仪器,其基于的原理是利用孔板前后不同的流体压力差作为流速的指标。
而孔板的阻力系数是孔板流量计能否达到高精度的关键之一。
阻力系数的大小受到孔板几何形状和雷诺数的影响,两者均产生误差。
因此,阻力系数不确定性是造成孔板流量计误差的主要因素。
2.安装误差孔板流量计的安装方式对其测量精度有很大的影响。
不正确的孔板安装方式,如孔板与管道壁角度过大,孔板开孔与管道内径比不合适,孔板上下游距离过近,都会引起误差,导致孔板流量计无法测量精准的流量。
3.测量工件摆位、设备的设计制造等方面在生产制造环节中,由于加工误差等原因,孔板的尺寸和几何形状难免会产生误差,如板面平整度不高、板宽增加、斜率不一致等。
孔板流量计误差的修正方法1.校准校准可以解决孔板流量计中的误差问题。
在校准孔板流量计时,需要根据不同的流体类型和不同的操作条件进行相关操作。
2.安装在现场安装时要注意流体的冷却、固定安装孔板的位置,调整一定的管道直线段,距离孔板一定的长度,安装夹卡并留一个空间以保证准确性。
3.升级技术随着计算机技术的进步,工业自动化和计算机控制技术的快速发展,孔板流量计的精度逐步提高。
新一代孔板流量计采用先进的数字控制处理技术、高精度的传感器和高精度的电子计算机等,对流量计的计算精度进行了进一步提高,可以满足更高的生产需求。
结论孔板流量计是一种常用的工业流量计,可广泛应用于诸如化工、自动化控制、水处理、污水处理、能源、矿业等领域。
但由于阻力系数不确定性、安装误差和加工误差等原因,孔板流量计的误差相对较高。
孔板流量计的正负误差的分析与解决办法
孔板流量计的正负误差的分析与解决办法一、孔板流量计正误差的分析与解决办法1、隔离液液位高度不等引压管中从冷凝罐到差压变送器中的液位是为了将高温介质与差压变送器隔开,保护差压变送器。
如果低压侧液位高度高于高压侧液位高度,将导致测量差压增大,测量流量就会增大。
解决办法:检查高低侧冷凝罐的高度是否一致,如果不一致,进行校正。
检查冷凝罐的高度是否高于蒸汽管道,如果低于管道,将冷凝罐的高度抬高。
2、变送器零点漂移如果使用时间较长,变送器的零点可能会发生漂移,如果是正漂移,显示的差压将会增大,显示的流量也会增大。
解决办法:对变送器的零点进行校正。
3、差压变送器的三阀组漏气如果三阀组中的低压阀漏气,将会导致测量差压增大,测量结果就会增大。
解决办法:如果三阀组中的低压阀门漏气,将该阀门进行紧固,必要时进行更换。
4、孔板厚度不符合规定标准中规定孔板流量计的孔板厚度应介于孔板开孔厚度e与0.05D之间。
如果超出这个范围,将使气体流过孔板的阻力损失增大,使计量值比实际值偏高。
解决办法:检查孔板厚度,如果超出这个范围,进行更换。
5、流通截面积的变化在现场使用中,孔板表面可能会黏结上一层污垢或杂质,导致流通截面积变小,测量差压就会增大,从而测量流量增大。
解决办法:检查孔板周围是否干净,对其进行清洗。
6、上下游直管段长度不够上下游直管段长度如果不够,气体将得不到充分发展,会使计量结果造成较大误差,如果上游在规定直管段内存在单个弯头或平面双弯头,将使计量结果偏高。
解决办法:改造蒸汽管道,使上下游直管段长度达到规定要求。
在节流装置之前加装整流器。
二、孔板流量计负误差的分析与解决办法1、变送器零点漂移如果使用时间较长,变送器的零点可能会发生漂移,如果是负漂移,显示的差压将会减小,显示的流量也会减小。
解决办法:对变送器的零点进行校正。
2、隔离液液位高度不等引压管中从冷凝罐到差压变送器中的液位是为了将高温介质与差压变送器隔开,保护差压变送器。
标准孔板测量范围扩展后误差分析
标准孔板测量范围扩展后误差分析作者:安金起来源:《城市建设理论研究》2013年第05期[摘要] 针对宣化钢铁公司东区炼钢技改工程1#、2#矩形坯连铸机结晶其冷却水流量标准孔板在量程扩展后造成的误差进行定性及定量分析,目的在于为实际工作中遇到此类问题提供一种思路,以供操作人员参考。
[关键词]量程扩展流量系数常用流量误差分析[Abstract] for technical renovation project of Xuanhua Iron and Steel Company Eastern steelmaking # 1, # 2 rectangular billet caster crystalline standard orifice plate in the cooling water flow range extension errors caused by qualitative and quantitative analysis, aims for practical work encounter such problems to provide an idea for operator.[Keyword] expanding rang Discharge coefficient Commonly used current capacity Error analysis 中图分类号:TF512文献表示吗:A问题的提出河北宣化钢铁公司炼钢厂1#、2#矩形坯连铸机结晶器冷却水流量是一项非常重要的参数,测量精度要求较高,检测元件采用标准孔板。
标准孔板是厂家根据用户提供的被测介质、最大流量、管径、材质、工作压力、工作温度等参数经严格计算后精工而成。
孔板加工完毕后,测量范围、测量精度随之确定,不能更改。
1#、2#连铸机结晶器冷却水设计参数如下:最大流量:Mmax=120t/h;常用流量:Mch=100t/h;最小流量:M min=60t/h;工作压力:P=686.5kPa;工作温度:t=20°C;管道内径:D=207mm;孔板随机资料数据:差压上限:h20=25 kPa;流量系数:ɑ0=0.6224;孔板开孔直径:d20=(100.25±0.052)mm;后来因工艺需要,把最大流量增加到160t/h,常用流量120t/h,最小流量60t/h。
孔板流量计误差原因分析
孔板流量计误差原因分析孔板流量计是将标准孔板与多参数差压变送器(或差压变送器、温度变送器及压力变送器)配套构成的高量程比差压流量装置,可测量气体、蒸汽、液体及引的流量,HJ—LG孔板流量计广泛应用于石油、化工、冶金、电力、供热、供水等领域的过程掌控和测量。
孔板流量计误差原因分析:1、流体本身特性的影响管道中流体自身的温度、压力等特性参数极易受到环境温度的影响产生波动,进而影响孔板流量计的测量精度。
尽管温度等环境参数对流体粘度的影响并不明显,但仍影响孔板流量计的计量精度和精准度。
阅历表明,孔板流量计常用于单相流体流量的测定,针对多相流体流动,其精度将受到严重的干扰。
2、流量积算方式的影响将孔板节流装置与各种二次测量仪表相结合,就形成了多种流量积算的方法。
假如在流量计量过程中,测量系统不依照计量标准安装对应的二次测量仪表,流量积算时便不能对流体压力、温度的变化进行补偿,测量精度将难以保证[3]。
针对此问题,可以采纳先进的微计算机技术对流量进行的计算,持续地对流量进行补偿。
3、结构及附属仪器的影响孔板流量计的结构也会造成很多误差,重要包括:孔板和管道的直径比更改;孔板发生变形;孔板表面粗糙度不达标等因素,都将影响孔板流量计的计量精度。
同时附属仪器的影响也不可忽视。
比如,假如下游引压管与流量仪表间的连接件产生漏气、堵塞等情形,会导致流量计的计量流量略大。
另外,差压变送器的零点通常需要校准。
4、安装条件的影响使用场地通常不能达到流量计上游zui短直管段长度的要求,致使管线布置常常发生偏离。
同时为了避开进口流体流动情形对流量计计量精度的影响,要求孔板流量计上游具有zui短直管段长度,但在实际中一般很难充足。
另外流量、流速等电子信号设备应阔别存在电磁干扰的场合,保证其工作性能。
5、环境条件的影响使用环境条件严重影响孔板流量计的性能,比如流体温度急剧变化将加添管道内的流体的湿度,加速腐蚀;环境温度直接决议流体的密度、粘度等物性参数;流量计的结构尺寸发生变化等。
标准孔板流量计测量天然气流量计量附加误差分析
标准孔板流量计测量天然气流量计量附加误差分析流量测量用标准孔板流量计的历史悠久,应用广泛。
它的特点是结构简单,使用寿命长,适应性较广。
目前,标准节流装置的结构已经标准化,有可靠的试验数据,只要严格遵照GB/T21446-2008《用标准孔板流量计测量天然气流量》标准中的加工和安装要求,就可以根据计算结果制造和使用,不必单独检定就能保证计量装置的准确性。
但由于标准孔板流量计的设计安装要求及气质要求比较苛刻,在实际的工况条件下很难符合标准要求,容易造成流量计产生计量附加误差。
结合现场实际情况,对产生计量附加误差的原因进行分析并探讨解决方法。
上下游直管段长度不够1 产生误差的原因上下游直管段长度不够,气流得不到充分发展,将使计量结果造成较大误差。
计量标准规定的最短直管段长度,在现场实际中一般很难得到满足,特别是由于输气工艺等原因,计量装置的上游往往都存在弯头。
如果是单弯头或平面双弯头将使计量结果偏高[1];对于多个弯头,将使计量结果偏低。
2 解决措施应该在节流装置之前加装整流器,避免旋转流、涡流对计量的影响。
天然气的气质和气流条件1 产生误差的原因GB/T21446-2008《用标准孔板流量计测量天然气流量》标准中规定,通过孔板的天然气是经净化处理后的天然气,气流的流动应是保持亚音速的、稳定的或仅随时间缓慢变化的。
气流是均匀单相的牛顿流体。
若气体含有质量分数不超过2%的固体或液体微粒,且成均匀分散状态,也可以认为是均匀单相的牛顿流体。
气流流经孔板以前,其流束应与管道轴线平行,气流流动应为充分发展紊流且无旋涡,管道横截面所有点上的旋涡角小于2°即认为无旋涡。
通过计量调查发现,目前在油田天然气计量中约50%的计量点其气流条件具有以下两个特点。
(1)气体流量不稳定,并随时间周期性地大幅度变化,属脉动流体。
产生脉动源的原因[2]:①往复式压缩机、发动机和叶片式增压机;②调压阀猛开关或者阀芯松动和磨损;③大量水或油的冷凝物在管线中不规则运动。
孔板流量计为何会变形和精度问题
孔板流量计的精度问题如何解决孔板流量计在测量时有可能会出现误差,而引起这些误差的原因有很多,因此,我们必须对标准孔板作出要求,它应符合:1.孔板相对于开孔直径d的轴线中心对称;2.孔板上游端面A应于下游端面B平行,并且与开孔直径d的轴线垂直;3.孔板A面、B面应无可见的损伤;4.孔板开孔直径d的上游测直角入口边缘G应锐利,无毛刺和划痕。
5.孔板开孔直径d的内圆柱表面长度e应符合:0.005D≤e≤0.02D;6.孔板的厚度应符合:e≤F≤0.005D;7.孔板下游侧出口边缘H和孔板开孔圆柱形下游侧出口边缘I应无毛刺、划痕和可见损伤;8.标准孔板在使用过程中,会由于天然气的侵蚀而产生变形,从而引起流量系数增大而产生测量误差。
因此孔板的材质也是保证孔板工作可靠和测量准确的一个因素。
用于天然气测量的孔板采制一般为:Cr17、1Cr18Ni9TiC以及其他耐酸钢。
另外,整套孔板流量计的精确度还取决于差压变送器和流量显示仪的精确度。
如果当其他参数精确度不高而采用高精度差压变送器时是起不了作用的。
因此,要提高孔板流量计的测量精度需综合各方面的因素,有一个全面的考虑才能使得其发挥更好的作用。
孔板流量计为何会变形孔板流量计是一种常用的测量工具,经过一段时间的使用后,其孔板有时会出现变形,而造成孔板变形的原因有很多,但有一点我们是可以确定的,即由于受热膨胀后,孔板外径与环室之间的间隙消失,孔板继续膨胀时由于无法向外径方向扩大,于是在孔板两边差压的作用下,产生出口侧凸出的变形。
下面德川仪表工作人员就产生这一情况的原因具体分析一下。
首先,同天气有关。
其次,同节流装置处绝热保温不佳有关。
然后就是同正负环室结合处泄漏有关。
孔板流量计设计计算时,孔板外径与环室配合处的间隙留得足够大是假定孔板和环室温度相同,但实际上不可能相同,孔板被环室包围着,而且有高温流体为其提供热量,所以温度高,得到充分膨胀。
而环室内圆与流体接触,但外圆与大气接触,加上“保温不佳”、“天气暴冷”等因素,使其温度下降得很低,从而导致预留的间隙不够用,引起孔板变形。
孔板流量计计量误差现场因素分析
石油工业技术监督·2009年6月长距离输气管道通常采用差压式孔板计量进行贸易计量交接。
由于多种原因,计量数据会存在偏差。
为此,根据计量公式,结合日常运行实际,现对计量过程中的影响因素进行分析,确定各种因素对计量结果的影响方向,为精准计量和寻找计量误差提供依据。
石油行业标准SY/T6143-2004《用标准孔板流量计测量天然气流量》中,列出了天然气标准体积流量计算公式:q vn=A vn CEd2F GεF Z F T P1Δp姨式中q vn—天然气在标准参比条件下的体积流量,m3/s;A vn—体积流量计量系数,无量纲,秒体积流量m3/s计量系数A vns=3.1794×10-6;C—流出系数,无量纲;E—渐进速度系数,无量纲;d—孔板开孔直径,mm;F G—相对密度系数,无量纲;ε—可膨胀性系数,无量纲;F Z—超压缩系数,无量纲;F T—流动温度系数,无量纲;P1—孔板上游侧取压孔气流绝对静压,MPa;Δp—气流流经孔板时产生的差压,Pa。
现场因素分析1气体组分和气体质量对计量结果的影响气体组分数据的得出有两种情况。
一是有气质监测设备,定时把现场数据采集到计量系统中,适时更新;另一种是由于运行成本及其他原因,气体组分采用异地测量、人工输入的方式。
组分对计量结果的影响为:如果轻质成分(如甲烷)含量增加,则天然气密度ρn会减小,根据G r=ρn/1.204449,真实相对密度G r相应减小,根据公式F G=1/G r姨,相对密度系数F G则减小,流量计得出的结果与真实值相比会减小,即发生少计量现象。
美国雪佛龙公司和科罗拉多工程试验站的试验研究结果表明:(1)用孔板流量计测量气体流量,当气体中夹带少量液体时,流量测量不确定度偏高,测量的湿气流量随β(直径比)的增加而减少,在β为0.7时,测得的流量偏差为-1.7%;(2)当夹带少量液体时,在β为0.5时表明孔板性能较好,但是应将夹带液体在孔板上游脱出,以获得最佳的计量性能;(3)用旧的孔板流量计测量湿气,流量计量值将降低3%[1]。
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标准孔板测量范围扩展后误差分析[摘要] 针对宣化钢铁公司东区炼钢技改工程1#、2#矩形坯连铸机结晶其冷却水流量标准孔板在量程扩展后造成的误差进行定性及定量分析,目的在于为实际工作中遇到此类问题提供一种思路,以供操作人员参考。
[关键词]量程扩展流量系数常用流量误差分析[abstract] for technical renovation project of xuanhua iron and steel company eastern steelmaking # 1, # 2 rectangular billet caster crystalline standard orifice plate in the cooling water flow range extension errors caused by qualitative and quantitative analysis, aims for practical work encounter such problems to provide an idea for operator. [keyword] expanding rang discharge coefficient commonly used current capacity error analysis中图分类号:tf512文献表示吗:a问题的提出河北宣化钢铁公司炼钢厂1#、2#矩形坯连铸机结晶器冷却水流量是一项非常重要的参数,测量精度要求较高,检测元件采用标准孔板。
标准孔板是厂家根据用户提供的被测介质、最大流量、管径、材质、工作压力、工作温度等参数经严格计算后精工而成。
孔板加工完毕后,测量范围、测量精度随之确定,不能更改。
1#、2#连铸机结晶器冷却水设计参数如下:最大流量:mmax=120t/h;常用流量:mch=100t/h;最小流量:m min=60t/h;工作压力:p=686.5kpa;工作温度:t=20°c;管道内径:d=207mm;孔板随机资料数据:差压上限:h20=25 kpa;流量系数:ɑ0=0.6224;孔板开孔直径:d20=(100.25±0.052)mm;后来因工艺需要,把最大流量增加到160t/h,常用流量120t/h,最小流量60t/h。
按孔板设计要求应根据改后参数重新定制孔板,但由于时间上不允许,经设计院设计人员决定:在孔板各参数不变的前提下把与孔板配套的差压流量变送器量程由0~25kpa调整到0~40kpa,记录仪由0~120t/h调整为0~160t/h。
问题:孔板设计参数不变,把测量范围增大,是否会造成误差?误差有多大?下面从原理到定量进行分析。
标准孔板测量流量的基本原理2.1标准孔板测量流量的理论基础标准孔板测量流量的理论基础是经典的伯努利方程:p:静压;v:流速;ρ:密度标准孔板就是在管道中安放的节流件,它的开孔小于管径,当流体通过时,在节流件上、下游之间产生静压力差,通过测量差压求出流量值。
2.2静压力差与流量的关系假设节流件上游入口前流速为v1,密度为ρ1,静压力为p1,流经节流件时的流速为v2,密度为ρ2,静压力为p2,根据伯努利方程,则有:又,流体连续方程,av1ρ1=av2ρ2公式③, a:管道内截面面积;a:为孔板开孔面积,对于水ρ1=ρ2 ,设管道内直径为d,孔板开孔直径为d,则有:a=πd2,a=πd2公式④,联立公式②,③,④得:v2=公式⑤,根据质量流量定义:m=av2ρ得m=公式⑥,式中δp=p1-p2 。
因为d、d都是常数,令e=则:m= 公式⑦,公式⑦是以理想流体为前提的出的,实际流体由于具有粘性,流经节流件时必然要产生压力损失,因此引入流量系数α进行修正,α= ,c为流出系数。
m= 公式⑧,由公式⑧可以看出,当a、α、ρ为常数时,流量与差压呈平方根函数关系。
在实际设计、应用中给出常用流量计算公式:m= 公式⑨,式中:m:质量流量,kg/h;α0:流量系数;ε:流束膨胀系数,对于水ε=1; d:工作状态下孔板开孔直径,单位mm;δp:差压力,mmh2o;ρ:工作状态下被测流体密度,kg/m3;:管道粗糙度修正系数。
当工作状态确定后,影响m和δp对应关系的因素只有流量系数α0。
流量系数α0是一个影响因素复杂,变化范围较大的重要参数,它直接关系到测量精度,有式⑨可以看出只有当α0保持为常数时,m和δp才呈标准的平方根关系。
影响α0的主要因素有流体的雷诺数red和直径比β(β=d/d)。
α=f(red , β)即流量系数α是red 和β的函数,当直径比β确定后,α和red呈单值函数关系。
2.3孔板设计过程中两个问题α0确定流量系数α是一个动态参数,所以在测量范围内很难保证m和δp全程呈标准的平方根关系,因此在设计和制造上提出了常用流量参数,常用流量就是被测对象最常使用的流量值,并把常用流量时的流量系数α0作为全程的流量系数,目的是在测量范围内,使常用流量值附近α值最稳定,测量精度最高。
差压上限值h20确定与孔板配套使用的差压流量计或差压流量变送器的差压上限值(即:量程上限最大差压值)是一系列值。
例如:①dbc-310型电动差压变送器差压上限系列为1000、1600、2500、4000、6000mmh2o。
②cecl-730型电容式差压流量变送器差压上限系列为6、10、16、25、40kpa。
孔板设计时规定:根据最大流量等参数确定的差压上限值都要圆整到所要选配仪表的差压上限系列值中相近的系列值上。
例:根据最大流量等参数计算的差压上限值为1045 mmh2o时,选配dbc系列电动差压变送器时,将其差压上限值圆整为1000 mmh2o。
由于圆整值与实际最大差压值不同,以圆整后差压值作为设计孔板的差压上限值,必然会造成测量误差,因此在设计时要求:以圆整后差压值作为差压上限值,以常用流量的流量系数作为全量程的流量系数,确定孔板的开孔直径,使用常用流量时测量误差小于0.2%。
本文中原设计25 kpa和改后40 kpa都是根据所配用的差压流量变送器差压系列值而圆整后的差压值。
3.造成测量产生误差的原因及分析3.1产生误差的原因根据孔板工作原理和设计要求,可以判定产生误差的原因主要有以下两个方面:直径比确定后,雷诺数变化引起流量系数变化产生的误差。
测量范围扩展后,120t/h作为常用流量对应的差压值与原设计120t/h对应的实际差压值不同而造成的误差。
3.2对误差原因的分析3.2.1直径比确定后,雷诺数变化引起流量系数α变化产生的误差。
前面提到的直径比β=d/d确定流量系数α和雷诺数red呈单值函数关系。
量程扩展后,由于常用流量增大,流体常用雷诺数必然增大,redch增大也必然引起流量系数α0变化。
在原设计确定的直径比β不变的条件下,常用流量由100t/h增至120t/h时流量系数α0值计算:①β==②redch===③查表redredβα0 α00.484 0.62240.62110.4843 xy0.485 0.62260.6213用内插法求得x=0.62246,y=0.62116redα00.622460.62116求得:=0.62195 ,常用流量增大后,流量系数减小。
比较120t/h原设计实际对应的差压值为:由公式⑨得:120000=解得:δp=2356.15mmh2o②δp=2356.15mmh2o,在=0.62195时,m值?m==119944.1(kg/h)≈119.94(t/h)③δm=120-119.94=0.06(t/h)由上述计算可以看出,常用流量由100t/h增至120t/h时,α0 值变化较小,引起的测量误差较小。
3.2.2量程扩展后,120t/h作为常用流量对应的差压值与原设计120t/h对应的实际差压值不同而造成的误差根据设计院设计人员提出的量程扩展方案,最大流量为160t/h,差压上限为40kpa时对应常用流量120t/h的差压值为:h20ch===22.5(kpa)=2294.28(mmh2o)即当差压值为2294.28mmh2o时,流量指示值为120t/h,但根据原设计各参数确定孔板开孔直径后,已将m和δp的对应关系固定下来,前面已计算过120t/h对应的实际差压值为2356.15 mmh2o (23.11kpa),而2294.28mmh2o(22.50 kpa)对应的实际差压流量值为:=0.62195,m==118358.9(kg/h)≈118.36(t/h)则:δm=120-118.36=1.64(t/h),即差压值2294.28mmh2o(22.50 kpa)对应的实际流量为118.36t/h,而扩展量程后仪表显示值为120t/h,显示值比实际值偏高。
综合上述计算分析可以看出,量程扩展后,常用流量增大,造成测量误差的主要原因是第二条,即120t/h在不同的量程范围内对应不同的差压值而产生的误差。
本文只着重分析了常用流量值时造成的测量误差,因为常用流量值处孔板的测量精度最高,实际流量值偏离常用流量值越远,造成的测量误差越大,所以本文分析对象1#、2#矩形坯连铸机结晶器冷却水流量测量在量程扩展后,常用流量值存在测量误差在1.7t/h 左右,并且也是量程扩展后测量的最小误差。
4.结束语本文针对流量孔板测量范围扩展后产生的误差进行分析,目的在于为实际工作中遇到此类问题提供一种思路,以供操作人员参考,同时当作一个问题与大家共同探讨。
[参考文献][1]范玉久,《化工测量仪表》化学工业出版社,1981。