如何提高標準節流裝置在計量中準確性

盡管這些年三聯測控公司在節流裝置的設計和研發中不斷推出一些新型儀表,但標準節流裝置中的標準孔板、標準噴嘴在我公司能源計量中仍然用得較多,約占70%左右。

　　*,標準孔板和標準噴嘴等節流裝置有不少缺陷,諸如范圍度窄,一般范圍僅為3∶1~4∶1、壓損大、測量的重復性、度在流量計中屬于中等水平[1],由于眾多的因素影響使其度難以提高等。

　　但是標準型的檢測件通用的,并得到標準化組織的認可,特別是標準節流裝置無需實流校準即可投用,在流量計中也是*的。如何在企業效益有困難的情況下盡量發揮現有計量裝置的潛力,使計量更準確仍將是一個較長時期的重要課題。

　　1　使標準節流裝置工作在有效測量范圍內

　　1·1　從工藝上盡量使流量測量范圍準確

　　由于標準節流裝置測量范圍度窄,一般范圍度僅3∶1~4∶1;而超范圍測量是造成測量誤差的主要原因。要求用戶在新上計量裝置前必須盡可能將流量測量范圍提準確,同時也要求設計人員多熟悉工藝,與工藝技術人員一道核實流量數據,盡量減少由于人為因素造成的失誤。對流量測量范圍度較大但不超過1∶10的可采用計算機對流出系數C、可膨脹系數ε等進行補正以保證其精度,對測量范圍度大于1∶10的,可采用兩種量程的差壓變送器來拓寬其范圍度。我公司高線廠加熱爐煤氣測量標準孔板采用計算機對流出系數C、可膨脹系數ε等進行補正,其范圍度可拓寬到1∶8左右,取得較好效果。

　　1·2　要保證流出系數C在整個測量范圍內為定值

　　對于在一定型式的節流裝置和一定的截面比m值條件下,當雷諾數ReD值大于某一界限值ReK時,流出系數C將不再隨雷諾數變化而是趨向固定值^[3]。

　　在應用標準節流裝置測量流量時,只有C值在所需測量的范圍內（qmin~qmax）均保持常數的條件下,差壓和流量之間才有恒定的對應關系。由于實際工況的變化有可能使C值在所需測量的范圍之外,壓差和流量之間也就可能有不恒定的對應關系。出現這種情況的可能性是在qmin附近,解決方法是在設計時zui小雷諾數ReDmin必須大于ReK。

　　根據GB2624-1993規定,流量系數的基本誤差對光管、糙管中的角接取壓標準孔板、標準噴嘴等都給出了公式,所以其基本誤差可以估算出,除此之外,若孔板的幾何形狀,安裝、流體與管道條件不符合國標要求時,必將造成附加誤差。

　　1·3　管道直徑應進行實測

　　企業*在設計節流裝置時,基本上都采用工藝提供的公稱名義管徑值,其實公稱名義管徑值與實際管徑值還是有誤差的,特別是卷管,公稱名義管徑值與實際值有時差值還較大,造成計量誤差增大,測量的度就難以達到設計要求。

　　設計孔板時采用的管道內徑是指孔板前2D范圍內的管道內徑的平均值,此值是指在0D、D/2、1D和2D四個截面上測得的單測值的算術平均值。而在每個截面上應等角距分布測4個單測值,任意一個單測值與平均值之差應小于0·3%。符合這一要求時才允許安裝節流孔板。國標給出的測量管內徑D的基本相對誤差按下式估算:

　　式中　為20℃時實測管徑的基本誤差;為測量工具的基本誤差;為測量的偶然誤差;為測量工具的偶然誤差。D20一般采用卡尺或內徑百分表測得,此時可取如設計時采用的是未經測量的公稱值,則1·5）%,有的資料將其增大至±2%,可見安裝孔板的管道若不經測量,*一項對流量測量結果產生的誤差就夠大了。

1·4　直管段長度不足

　　據有關資料介紹,孔板前后的zui小直管段長度不能滿足標準要求時,如其中之一只有規定的一半,應對流量系數的誤差增加±0·5%的附加誤差;對β=0·6的孔板在一個90°彎頭后,直管段長為10D時附加誤差為-0·7%;為5D時可達-1·4%;對β=0·8孔板,在一個90°彎頭后,直管段長20D時,附加誤差-0·7%,10D時-1·5%,5D時達到-3·1%。即直管段長比規定值減少時,附加誤差以-0·7%為基數,每當直管段長度減少一半,附加誤差就大致增大一倍。就在標準ISO-5167公布后,英國的國家工程實驗室對文丘里管具有零附加誤差所需的上游zui短直管段進行了測試,其結果表明,當上游有一個90°彎頭時,所需zui短的直管段長度要大于標準中規定的2倍。對于孔板和噴嘴也得出類似結論,零附加誤差和0·5%附加誤差的zui短直管段長度都應比標準規定的擴大一倍。所以在設計孔板時,必須盡可能使直管段長度增加,以消除因流出系數C改變而增加的附加誤差。

　　1·5　隨時監控計量儀表的使用范圍

　　對因工藝變化造成流量測量范圍變更的,要及時進行調整。如果因生產原因不能更換孔板也需要進行升降級處理,即根據實際使用的工況條件及原孔板的開孔直徑,求得與實際工況相符合的新的zui大差壓,如果流量設定為整數（方便生產單位人員觀看）新差壓一般不會是整數,因為zui后計算流量時很多單位都采用計算機計算,即使zui大流量不是整數也容易算。同時對原計算書進行核算,看其流出系數C和zui小流量有無問題。