差壓式孔板流量計(jì)優(yōu)點(diǎn)是適用于比較大的口徑管道的計(jì)量,結(jié)構(gòu)相對簡單、安裝比較容易、無可動(dòng)部件、性能可靠并且耐用,且按標(biāo)準(zhǔn)制造的孔板不需要標(biāo)定,價(jià)格比較便宜。缺點(diǎn)是量程比小、前后直管段要求長、對整套流量計(jì)的精度影響因素多且錯(cuò)綜復(fù)雜等。差壓式孔板流量計(jì)在石油、天然氣、化工等行業(yè)有廣泛應(yīng)用,塔中第一聯(lián)合站使用該類流量計(jì)有 40 余臺(tái),在生產(chǎn)過程中流量計(jì)示值偏差大問題非常普遍。
1流量偏差產(chǎn)生原因分析
采用差壓式孔板流量計(jì)對天然氣進(jìn)行體積流量測量。在計(jì)量過程當(dāng)中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)流量大幅度降低或流量示值頻繁波動(dòng)等現(xiàn)象。針對該問題進(jìn)行了系統(tǒng)分析: 差壓式孔板流量計(jì)的測量原理是利用被測量介質(zhì)流經(jīng)節(jié)流件時(shí),會(huì)產(chǎn)生局部收縮,從而會(huì)在節(jié)流件前后端產(chǎn)生靜壓差。
使用過程中,流出系數(shù)、可膨脹系數(shù)、節(jié)流件開孔截面積、直徑比、天然氣密度勻已按設(shè)計(jì)計(jì)算出,只有差壓參數(shù)是大小可變化的。在使用中能影響到節(jié)流裝置的差壓的情況有以下因素:
(1)差壓流量計(jì)的安裝不符合要求;
(2)壓差引壓管積液、堵塞和泄露等;
(3)差壓變送器參數(shù)設(shè)置有誤或差壓變送器儀表性能降低。
2處理方法
2.1差壓流量計(jì)的安裝不符合要求的處理方法
2.1.1差壓式孔板流量計(jì)表頭安裝的問題
差壓流量計(jì)是采用孔板的前后產(chǎn)生的差壓來測量流體流量,所以測量介質(zhì)需要低于差壓變送器的安裝高度,必須采用坡度敷設(shè)的方式來敷設(shè)引壓管線,以便于引壓管線內(nèi)的冷凝液能夠回流到工藝管道內(nèi),防止引壓管出現(xiàn)積液的現(xiàn)象。
2.1.2差壓式孔板流量計(jì)正負(fù)壓室裝反的問題
假如差壓式孔板流量計(jì)的正負(fù)壓室安裝方向相反,就會(huì)造成差壓流量計(jì)傳感器的差壓為負(fù)值,從而致使實(shí)際工藝管道內(nèi)的流量大于差壓變送器所測量的流量,此類問題時(shí)常會(huì)出現(xiàn)在對變送器更換或回裝過程中。
2.1.3差壓流量計(jì)孔板裝反的問題
差壓流量計(jì)的孔板裝反,就會(huì)導(dǎo)致差壓流量計(jì)的傳感器表頭示值慢慢下降。一般在設(shè)備檢維修剛結(jié)束時(shí),裝置開始投產(chǎn)運(yùn)行時(shí)經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)這類的問題。
2.1.4前后直管段不符合要求,未達(dá)到前 10D,后 5D;或前 5D,后 3D
針對以上出現(xiàn)的安裝問題,應(yīng)嚴(yán)格按照安裝規(guī)范,檢查儀表是否安裝在高于測量介質(zhì)的位置、檢查正負(fù)壓室是否安裝正確、檢查孔板是否倒裝、檢查孔板安裝的直管段是否達(dá)到要求。
2.2差壓流量計(jì)引壓管積液、堵塞和泄露等問題的處理
2.2.1差壓式流量計(jì)引壓管線積液的問題及處理
當(dāng)有積液存在于正壓側(cè)引壓管線內(nèi)時(shí),就會(huì)造成管道內(nèi)的實(shí)際流量大于差壓流量計(jì)的傳感器測量值。當(dāng)有積液存在于負(fù)壓側(cè)引壓管線內(nèi)時(shí),就會(huì)造成管道內(nèi)的實(shí)際流量小于差壓流量計(jì)的傳感器測量值。
正常運(yùn)行的差壓孔板流量計(jì)經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)正負(fù)壓側(cè)引壓管線內(nèi)積液的現(xiàn)象,這種現(xiàn)象必然會(huì)造成流量計(jì)測量失真的出現(xiàn),從而導(dǎo)致差壓流量計(jì)的變送器輸出偏離實(shí)際測量值。一般在 0℃以下的寒冷環(huán)境溫度下會(huì)很容易造成引壓管線凍堵的事故,最終將會(huì)導(dǎo)致差壓孔板流量計(jì)無法正常運(yùn)行工作甚至損壞。經(jīng)常遇見的測量用差壓式流量計(jì)引壓管線積液的問題,可以通過先打開三閥組上面的平衡閥,然后關(guān)閉根部閥,再緩慢的打開排污閥進(jìn)行排污,直至將引壓管內(nèi)的積液全部排空后,重新投運(yùn)儀表。這樣就可以解決常見的差壓式孔板流量計(jì)的引壓管線積液的問題。
2.2.2差壓式流量計(jì)引壓管線堵塞的問題及處理
在運(yùn)行中,如果傳感器負(fù)壓側(cè)引壓管線出現(xiàn)堵塞現(xiàn)象并且工藝管道內(nèi)的實(shí)際流量突然增加時(shí),就會(huì)造成流量計(jì)傳感器示值會(huì)突然升高;當(dāng)負(fù)引壓管線出現(xiàn)堵塞并且工藝管道內(nèi)的實(shí)際流量突然減小時(shí),會(huì)造成流量計(jì)傳感器示值的突然下降;若工藝管道內(nèi)的實(shí)際流量一直保持不變,那么無論負(fù)壓管是否堵塞,都不會(huì)造成流量計(jì)傳感器示值的變化。 當(dāng)差壓式流量計(jì)引壓管線正壓側(cè)堵塞時(shí),工藝管道內(nèi)的靜壓力就會(huì)隨著工藝管道流量的增加而增加,假設(shè)此時(shí)靜壓力增加值為,同時(shí),將隨著流速的不斷增加,靜壓不變;而在< 的情況下,流量計(jì)的示值會(huì)逐漸降低;面在> 的情況下,流量計(jì)的示值會(huì)逐漸升高。當(dāng)管道內(nèi)流量降低時(shí),將其隨之降低的靜壓力設(shè)定為,同時(shí)設(shè)定隨著流速下降反而會(huì)逐漸增大的靜壓為,在=的情況下,流量計(jì)的示值保持不變;而在< 的情況下流量計(jì)的示值會(huì)逐漸增大;而在>的情況下,流量計(jì)的示值會(huì)逐漸減小。如果管道內(nèi)的流量不變,則流量計(jì)的示值會(huì)保持不變。
一般情況下差壓式流量計(jì)引壓管線的堵塞都是因?yàn)闇y量介質(zhì)中帶有大量顆粒物或者介質(zhì)比較粘稠以及引壓管線沒有定期排污而造成的引壓管線堵塞。引壓管線一旦發(fā)生堵塞,可以先使用鐵絲將堵塞位置疏通,如果使用鐵絲無法將其疏通,有條件可使用儀表風(fēng)或氮?dú)鈱ζ溥M(jìn)行吹掃,如果堵塞問題還不能得到有效解決,可以更換引壓管線的方式,將問題解決。
2.2.3差壓引壓管泄漏
因?yàn)楫?dāng)負(fù)壓側(cè)引壓管泄漏時(shí),降低,使變大,流量計(jì)的示值會(huì)隨之增加。而當(dāng)正壓側(cè)引壓管漏泄時(shí),降低,使變小,流量計(jì)的示值也會(huì)隨之變小。
引壓管線一旦發(fā)生泄漏,大部分情況下的泄漏點(diǎn)都是在管線的接頭處,比如:引壓管與三閥組的接頭處、引壓管與根部閥的接頭處。泄露情況一旦出現(xiàn),可以采用肥皂水噴灑在接頭處,通過檢查接接頭處是否有冒泡現(xiàn)象,來確認(rèn)泄露位置。如果引壓管線發(fā)生破裂情況,只需要更換破損的引壓管線即可。
2.2.4差壓變送器參數(shù)設(shè)置有誤或差壓變送器儀表性能降低
差壓變送器在使用過程中,除零點(diǎn)和滿點(diǎn)之外,還有量程;在儀表量程范圍之內(nèi),如果量程參數(shù)設(shè)置小于實(shí)際工況差壓范圍,則會(huì)出現(xiàn)示值偏低的現(xiàn)象。如果量程參數(shù)設(shè)置過大,高于實(shí)際工況差壓范圍,則會(huì)出現(xiàn)示值偏高的現(xiàn)象。差壓變送器在使過過程中,有時(shí)也會(huì)出現(xiàn)零點(diǎn)漂移的情況。出現(xiàn)零點(diǎn)漂移時(shí),要使用 HART 協(xié)議的手操器進(jìn)入儀表內(nèi)部進(jìn)行修正或遷移。
3結(jié)論
差壓式孔板流量計(jì)示值偏差大是生產(chǎn)過程中常見問題之一,維護(hù)人員積累了豐富的維護(hù)經(jīng)驗(yàn),并總結(jié)提出了以下幾點(diǎn)建議:
(1)差壓變送器嚴(yán)格按照規(guī)范要求安裝,按要求正確敷設(shè)引壓管線;(2)針對壓差流量計(jì)引壓管線的問題,針對具體現(xiàn)象具體分析,可有效解決其問題;(3)壓差引壓管積液問題一定要提前預(yù)防,加伴熱、定時(shí)排液,防止凍堵;(4)定期檢查儀表有無零點(diǎn)漂移。
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