0 引言

差壓式流量計是使用歷史最久， 使用zui廣泛的一種流量測量儀表， 同時也是目前生產(chǎn)中最成熟的流量測量儀表之一。它具有原理簡明， 設備簡單， 無可動部件， 工作可靠， 壽命長， 應用技術(shù)成熟， 容易掌握等特點。

節(jié)流裝置通常與差壓變送器配套使用， 因此差壓流量計的測量誤差與差壓變送器的精度有直接關系。

目前許多智能差壓變送器的精度最高可以達到 0．075級， 但由于種種原因， 在實際運行中其測量誤差常常較大， 有時甚至達到 15% ～25%， 在進行經(jīng)濟核算時， 這一問題顯得尤為突出。因此， 找出測量誤差產(chǎn)生的原因并盡量克服， 具有重要的實際意義。筆者根據(jù)多年的工作經(jīng)驗， 總結(jié)了差壓流量計誤差產(chǎn)生的一些常見原因及消除誤差的方法。

1 差壓式流量計的組成與工作原理

差壓式流量計由標準節(jié)流裝置（如標準孔板）、 引壓管路和差壓變送器組成， 如圖 1 所示。常用的標準節(jié)流裝置有標準孔板節(jié)流裝置、 噴嘴節(jié)流裝置、 文丘利管節(jié)流裝置。標準孔板節(jié)流裝置由于其在加工制造和安裝方面zui為簡單， 通過長期使用， 已實現(xiàn)了設計安裝計算的標準化， 在應用中廣泛采用標準孔板節(jié)流裝置。

導壓管把差壓信號引出至差壓變送器， 差壓變送器把差壓信號轉(zhuǎn)換成標準信號輸出。

充滿管道的流體流經(jīng)管道內(nèi)的節(jié)流裝置， 由于節(jié)流元件造成的流束局部收縮， 使管中心流體流速發(fā)生變化， 其靜壓力隨之變化。由于流體流經(jīng)孔板時， 產(chǎn)生局部渦流損耗和摩擦阻力損失， 在流束充分恢復后， 靜壓力不能恢復到原來的數(shù)值。節(jié)流元件前后的靜壓差大小與流量有關， 流量愈大， 流束的收縮和動、 靜壓能的轉(zhuǎn)換也愈顯著， 則產(chǎn)生的壓差也愈大。只要測得節(jié)流元件前后的靜壓差大小， 即可確定流量， 這就是節(jié)流裝置測量流量的基本原理， 如圖 2 所示。這種測量方法是以能量守恒定律和流動連續(xù)性方程為基礎的。

2 測量誤差產(chǎn)生的原因及消除辦法

簡單地說， 產(chǎn)生測量誤差的原因主要有三個：安裝不規(guī)范或錯誤安裝、 維護不及時或誤操作、 工藝系統(tǒng)或工況改變。

2．1 節(jié)流裝置安裝不規(guī)范

節(jié)流裝置的安裝是否滿足要求， 是保證幾何相似和動力學相似的重要條件， 直接關系到差壓式流量計計量準確度的高低。雖然標準節(jié)流裝置是通過大量實驗總結(jié)出來的， 不需要實際標定就可直接投產(chǎn)使用， 但在安裝過程中很有可能出現(xiàn)以下幾項不規(guī)范甚至錯誤安裝的情況， 從而導致測量誤差的產(chǎn)生。

（1） 節(jié)流裝置前后直管段不符合要求

節(jié)流裝置前后直管段的作用就是為了保證管道內(nèi)流體的流動穩(wěn)定， 但由于工藝管道上常有拐彎、 分叉、匯合、 閥門等阻力件出現(xiàn)， 使流束由穩(wěn)定變?yōu)閿_動， 從而導致測量誤差的產(chǎn)生。消除辦法就是根據(jù)現(xiàn)場實際情況并按照前后直管道要求， 合理設計節(jié)流裝置安裝位置， 而后施工。

（2） 節(jié)流裝置上下游面受損

由于節(jié)流裝置在運輸過程中或由于施工人員安裝粗心造成其上下游面受損， 從而導致測量誤差。消除辦法就是提高施工人員的技術(shù)素質(zhì)和責任心， 在安裝前應仔細檢查， 發(fā)現(xiàn)節(jié)流裝置上下游面受損， 應及時更換;并且在安裝過程時應精心施工， 避免損害節(jié)流裝置。

（3） 節(jié)流裝置上下游面裝反

安裝過程中應正確辨認管道內(nèi)介質(zhì)流向及節(jié)流裝置方向， 若方向不一致則將導致測量值偏低。這主要是因為施工人員的粗心所致， 消除辦法同上。

（4） 不同節(jié)流裝置裝反位置

這種情況一般在試車階段特別容易出現(xiàn)， 在試車階段， 幾乎所有工藝管道需要多次吹掃， 可能頻繁拆裝節(jié)流裝置;若節(jié)流裝置大小尺寸一樣， 稍不注意就會弄錯。某公司制氫裝置 FE － 800 與 FE － 801 就曾出現(xiàn)過裝反情況， 剛投用時誤差都很大， 經(jīng)查變送器和導壓管道都正常， 后來利用停車機會將節(jié)流孔板拆下處理時發(fā)現(xiàn)兩節(jié)流裝置序號和編號反了， 調(diào)換后均指示正常。消除辦法也同上兩項中所講。

（5） 節(jié)流件本體未按照要求安裝

節(jié)流件在安裝過程中有很多標準， 如應垂直于管道軸線， 其偏差不能超過 1°;節(jié)流件應與管道、 夾持件（采用時）同軸等。

只有按照節(jié)流件的安裝要求才能保證使用時的測量精度， 如果出現(xiàn)偏差則測量不準。消除辦法也同上。

（6） 墊片的錯誤使用

無論是環(huán)室與法蘭還是環(huán)室與孔板之間的墊片，其內(nèi)徑尺寸zui好小于管道內(nèi)徑 2 ～3 mm， 以防墊片突入管道而影響介質(zhì)流動狀態(tài)。消除辦法是使用合適尺寸的墊片， 并保證安裝的中心對正。

2．2 導壓管路安裝不規(guī)范

安裝導壓管路的主要目的是用來傳遞壓力， 不規(guī)范安裝會造成正負壓側(cè)產(chǎn)生附加誤差， 從而產(chǎn)生測量誤差。通常有以下幾個原因。

（1） 導壓管路太短或太長

根據(jù)一般技術(shù)規(guī)定， 導壓管道應在 3 ～50 m 之間，太短時測量波動大， 太長則測量滯后;且在測量液體時應保證水平管線應有 1∶ 12 的坡度， 保證管道內(nèi)充滿液體， 以免產(chǎn)生測量誤差。但在橫平豎直美觀的安裝條件下往往會與該規(guī)定相沖突。消除辦法就是保證按照技術(shù)規(guī)定和設計來施工。

（2） 在測量蒸汽流量時， 冷凝液罐的取壓端不同高這種情況也會產(chǎn)生測量的額外附加誤差。消除辦法為正確安裝冷凝罐， 保證取壓端等高。

（3） 伴熱不均勻或離熱源太近， 導致導壓管內(nèi)介質(zhì)汽化或密度變化

在北方， 冬季里有些導壓管需要保溫， 若出現(xiàn)上述情況， 則會由于導壓管內(nèi)介質(zhì)汽化或密度變化， 正負側(cè)導壓管傳遞壓力不一致從而產(chǎn)生測量的附加誤差。某公司制氫裝置就出現(xiàn)過這種情況， 流量計 FT －204 在未送伴熱時一直指示正常， 但在冬季送上伴熱后， 指示經(jīng)常出現(xiàn)負值， 在查找問題時發(fā)現(xiàn)伴熱管道離正導壓管太近， 導致正壓側(cè)冷凝液有汽化現(xiàn)象。消除辦法就是正確安裝伴熱， 合理選擇導壓管環(huán)境位置。

2．3 差壓變送器安裝不規(guī)范

差壓變送器安裝環(huán)境太差， 如振動大、 塵土大或者有強腐蝕性介質(zhì)。消除辦法就是按照有關技術(shù)規(guī)定選擇合適的位置來安裝變送器， 若屬特殊情況必須在此環(huán)境安裝， 則應按照現(xiàn)場實際情況增加防護措施， 譬如增加防護箱或者固定支架。

2．4 維護不及時或誤操作

為了保證流量計的長周期穩(wěn)定運行， 進行各種計量， 這就要求相關儀表人員平時精心維護。否則由于維護不及時或誤操作， 都會引起測量誤差的產(chǎn)生。

（1） 節(jié)流裝置長期受工藝介質(zhì)腐蝕和磨損導致變形

消除辦法是要定期拆卸檢查， 發(fā)現(xiàn)變形應及時更換。

（2） 節(jié)流裝置內(nèi)表面結(jié)垢， 導致流通面積改變消除辦法是要定期拆卸檢查， 發(fā)現(xiàn)結(jié)垢應及時清洗或更換。

（3） 導壓管堵或漏， 三閥組堵或漏消除辦法：按時巡檢， 發(fā)現(xiàn)問題要及時處理， 漏則用工具緊固， 堵則排污清洗， 用手壓泵或其他工具疏通， 保證壓力的正常傳遞。

（4） 隔離液或冷凝液由于誤操作流失， 從而產(chǎn)生附加誤差

具體的消除辦法是：對于運行中的三閥組要嚴格按照以下兩個原則：*， 不能讓導壓管內(nèi)的隔離液或冷凝液由于誤操作而流失;第二， 不能使測量膜盒單向受壓或受熱。

（5） 變送器的零點漂移

消除辦法是要定期校驗變送器的零點和量程。

2．5 工藝系統(tǒng)或工況改變

這種問題一般情況下不會出現(xiàn)， 但在實際出現(xiàn)時，則可能引起相當大的測量誤差。例如：

（1） 工藝實際介質(zhì)與設計時的介質(zhì)在溫度、 壓力、 密度、 粘度等參數(shù)不一致， 這樣經(jīng)補償后所得的流量與實際流量產(chǎn)生誤差。消除辦法是認真核實設計資料及相關參數(shù)， 并按照實際情況進行修訂， 保證測量的準確性。

（2） 由于系統(tǒng)改造， 造成流量值超出原設計上限， 或者造成管道內(nèi)介質(zhì)的狀態(tài)發(fā)生改變， 從而引起測量誤差。消除辦法：根據(jù)系統(tǒng)改造后的實際情況， 重新修改工藝補償參數(shù)， 滿足工藝測量精度要求。

綜上所述， 差壓流量計在使用中會出現(xiàn)測量誤差，可以通過以下步驟找出差壓流量計測量誤差產(chǎn)生的原因并消除：①對于剛施工投用的流量計， 其測量誤差產(chǎn)生的原因多是安裝不規(guī)范或錯誤安裝所致;②對于長期投用的流量計， 測量誤差產(chǎn)生的原因多是維護不及時或誤操作;③對于技改后出現(xiàn)的測量誤差， 多是系統(tǒng)或者工藝方面的原因。