流量仪表应用常见失误情况分析

    用户常从流程系统物料平衡,与历史测量值比较或与其他参比流量测量值比较,感觉使用中流量计测量不准确,然而卸下仪表去流量标准装置上校验,除少数是仪表本身失误(如调试设定谬误)外,证明大多数仪表是正常的。究其原因往往大部分属仪表安装布置不妥和管道内介质中混有异相物(如气体中有凝结液滴,液体中混进气泡)等造成应用方面的失误。

    1　不良安装

    1·1　第1类不良安装

    操作不善和布置不妥的不良安装,常见的有:

    1)标准孔板的锐角未装在迎流面。

    2)仪表与管道间密封衬垫内径D_g小于管道内径D_p和仪表内径D_m而产生束流。D_g应略大于D_m,如D_g<D_m则产生束流现象,会对节流差压式、涡轮式、涡街式、超声式等流量仪表带来影响。同样D_p与D_m亦不应相差过多,例如涡街式仪表就规定0·98D_m≤D_p≤1·05D_m。

    3)密封垫片偏心(未对准中心)。密封衬垫安装偏心,遮住了部分流通面积,使速度分布严重畸变不对称。由于不对称流动发生在流量传感器进口,即上游直管段长度为零,会对差压式、涡轮式、涡街式、超声式,靶式、电磁式等仪表带来测量误差。例如DN50 mm电磁流量计衬垫偏心10 mm,测量误差高达4%~10%。

    4)流量计处于错误的流动方向。

    5)将对于振动干扰敏感的仪表安装在有振动的管道上。

    6)缺少必要的防护性配件。

    这些缺陷,是众所周知或仪表制造厂提出应该避免的。然而因操作人员未经严格培训,缺乏知识而未得到重视,这类失误屡见不鲜。

    密封垫片内径过小或安装偏心虽然对容积式、浮子式、科里奥利质量式等仪表的流量值没有影响或影响极小,但会增加额外的压力损失。

    1·2　第2类不良安装

    1·2·1　上游扰动源

   上游的扰动源有螺旋式焊缝管和各类阻流管件(如弯管、异径管、支管和阀),如图1所示^[2]。按扰动流类型分为两类,第1类速度分布有畸变和有二次流动;第2类除速度分布畸变和二次流动外,还有旋涡。各类管件中遇到最多的是弯管和各种弯管组合(如同平面双弯管和立体双弯管)。各类流量仪表对上游流动扰动的敏感程度不一,因此要提出各自的安装要求。

    在各类流量仪表中,节流差压式仪表对节流件上下游直管段长度要求的试验做得最为完善,典型阻流件比较成熟的结果已经在国际标准ISO 5167中作出了规定。其他各类流量仪表至今尚未达到如此成熟的程度;不管是标准规范还是制造厂使用说明书提供的数据,都不及节流差压式流量仪表完善,有时只能起参考作用。同一品种仪表由于结构不同,影响程度差异也很大。例如:涡轮流量计的涡轮螺旋状叶片比平直状叶片受旋涡流的影响要小得多;传播时间法超声流量计中V法声道布置受旋涡流影响比Z法小。