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  差压式孔板流量计示值偏差分析与处理
发布时间:2017-11-06

  差压式孔板流量计优点是适用于比较大的口径管道的计量,结构相对简单、安装比较容易、无可动部件、性能可靠并且耐用,且按标准制造的孔板不需要标定,价格比较便宜。缺点是量程比小、前后直管段要求长、对整套流量计的精度影响因素多且错综复杂等。差压式孔板流量计在石油、天然气、化工等行业有广泛应用,塔中第一联合站使用该类流量计有 40 余台,在生产过程中流量计示值偏差大问题非常普遍。
1流量偏差产生原因分析
  我厂站采用差压式孔板流量计对天然气进行体积流量测量。在计量过程当中经常会出现流量大幅度降低或流量示值频繁波动等现象。针对该问题技术人员进行了系统分析: 差压式孔板流量计的测量原理是利用被测量介质流经节流件时,会产生局部收缩,从而会在节流件前后端产生静压差。
  使用过程中,流出系数、可膨胀系数、节流件开孔截面积、直径比、天然气密度匀已按设计计算出,只有差压参数是大小可变化的。在使用中能影响到节流装置的差压的情况有以下因素:
(1)差压流量计的安装不符合要求;
(2)压差引压管积液、堵塞和泄露等;
(3)差压变送器参数设置有误或差压变送器仪表性能
降低。
2处理方法
2.1差压流量计的安装不符合要求的处理方法
2.1.1差压式孔板流量计表头安装的问题
  差压流量计是采用孔板的前后产生的差压来测量流体流量,所以测量介质需要低于差压变送器的安装高度,必须采用坡度敷设的方式来敷设引压管线,以便于引压管线内的冷凝液能够回流到工艺管道内,防止引压管出现积液的现象。
2.1.2差压式孔板流量计正负压室装反的问题
  假如差压式孔板流量计的正负压室安装方向相反,就会造成差压流量计传感器的差压为负值,从而致使实际工艺管道内的流量大于差压变送器所测量的流量,此类问题时常会出现在对变送器更换或回装过程中。
2.1.3差压流量计孔板装反的问题
  差压流量计的孔板装反,就会导致差压流量计的传感器表头示值慢慢下降。一般在设备检维修刚结束时,装置开始投产运行时经常会出现这类的问题。
2.1.4前后直管段不符合要求,未达到前 10D,后 5D;或前 5D,后 3D
  针对以上出现的安装问题,应严格按照安装规范,检查仪表是否安装在高于测量介质的位置、检查正负压室是否安装正确、检查孔板是否倒装、检查孔板安装的直管段是否达到要求。
2.2差压流量计引压管积液、堵塞和泄露等问题的处理
2.2.1差压式流量计引压管线积液的问题及处理
  当有积液存在于正压侧引压管线内时,就会造成管道内的实际流量大于差压流量计的传感器测量值。当有积液存在于负压侧引压管线内时,就会造成管道内的实际流量小于差压流量计的传感器测量值。
  正常运行的差压孔板流量计经常会出现正负压侧引压管线内积液的现象,这种现象必然会造成流量计测量失真的出现,从而导致差压流量计的变送器输出偏离实际测量值。一般在 0℃以下的寒冷环境温度下会很容易造成引压管线冻堵的事故,最终将会导致差压孔板流量计无法正常运行工作甚至损坏。经常遇见的测量用差压式流量计引压管线积液的问题,可以通过先打开三阀组上面的平衡阀,然后关闭根部阀,再缓慢的打开排污阀进行排污,直至将引压管内的积液全部排空后,重新投运仪表。这样就可以解决常见的差压式孔板流量计的引压管线积液的问题。
2.2.2差压式流量计引压管线堵塞的问题及处理
  在运行中,如果传感器负压侧引压管线出现堵塞现象并且工艺管道内的实际流量突然增加时,就会造成流量计传感器示值会突然升高;当负引压管线出现堵塞并且工艺管道内的实际流量突然减小时,会造成流量计传感器示值的突然下降;若工艺管道内的实际流量一直保持不变,那么无论负压管是否堵塞,都不会造成流量计传感器示值的变化。 当差压式流量计引压管线正压侧堵塞时,工艺管道内的静压力就会随着工艺管道流量的增加而增加,假设此时静压力增加值为,同时,将随着流速的不断增加,静压不变;而在< 的情况下,流量计的示值会逐渐降低;面在> 的情况下,流量计的示值会逐渐升高。当管道内流量降低时,将其随之降低的静压力设定为,同时设定随着流速下降反而会逐渐增大的静压为,在=的情况下,流量计的示值保持不变;而在< 的情况下流量计的示值会逐渐增大;而在>的情况下,流量计的示值会逐渐减小。如果管道内的流量不变,则流量计的示值会保持不变。
  一般情况下差压式流量计引压管线的堵塞都是因为测量介质中带有大量颗粒物或者介质比较粘稠以及引压管线没有定期排污而造成的引压管线堵塞。引压管线一旦发生堵塞,可以先使用铁丝将堵塞位置疏通,如果使用铁丝无法将其疏通,有条件可使用仪表风或氮气对其进行吹扫,如果堵塞问题还不能得到有效解决,可以更换引压管线的方式,将问题解决。
2.2.3差压引压管泄漏
  因为当负压侧引压管泄漏时,降低,使变大,流量计的示值会随之增加。而当正压侧引压管漏泄时,降低,使变小,流量计的示值也会随之变小。
  引压管线一旦发生泄漏,大部分情况下的泄漏点都是在管线的接头处,比如:引压管与三阀组的接头处、引压管与根部阀的接头处。泄露情况一旦出现,可以采用肥皂水喷洒在接头处,通过检查接接头处是否有冒泡现象,来确认泄露位置。如果引压管线发生破裂情况,只需要更换破损的引压管线即可。
2.2.4差压变送器参数设置有误或差压变送器仪表性能降低
  差压变送器在使用过程中,除零点和满点之外,还有量程;在仪表量程范围之内,如果量程参数设置小于实际工况差压范围,则会出现示值偏低的现象。如果量程参数设置过大,高于实际工况差压范围,则会出现示值偏高的现象。差压变送器在使过过程中,有时也会出现零点漂移的情况。出现零点漂移时,要使用 HART 协议的手操器进入仪表内部进行修正或迁移。
3结论
  差压式孔板流量计示值偏差大是生产过程中常见问题之一,塔中第一联合站自动化维护人员积累了丰富的维护经验,并总结提出了以下几点建议:
(1)差压变送器严格按照规范要求安装,按要求正确敷设引压管线;(2)针对压差流量计引压管线的问题,针对具体现象具体分析,可有效解决其问题;(3)压差引压管积液问题一定要提前预防,加伴热、定时排液,防止冻堵;(4)定期检查仪表有无零点漂移。

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