摘要：提高蒸汽測量精度歷來是工程上的關(guān)鍵點，差壓式流量計及配套孔板的精度越來越高，而不可忽視的安裝，對系統(tǒng)精度的影響越來越成為主要問題。筆者就差壓式標(biāo)準(zhǔn)孔板和平衡式流量計(多孔孔板)安裝時易出現(xiàn)的問題進(jìn)行舉例、分析，以使大家關(guān)注。

1、前言

差壓式流量測量已占流量測量儀表的50%左右，各種元件的精度已越來越高，其配套的差壓變送器精度已達(dá)0.075%～0.04%，因此安裝引起的誤差逐漸成為主要因素。雖然安裝方式是傳統(tǒng)的，有根據(jù)的，但有些過細(xì)的環(huán)節(jié)，還需根據(jù)現(xiàn)場情況改進(jìn)安裝方式，本文以蒸汽和濕氣體為例進(jìn)行說明，并提出校正方法。

什么是靜壓誤差，差壓變送器的差壓刻度通常是在負(fù)壓室通大氣的條件下校驗的，安裝到現(xiàn)場通入實際使用靜壓校零時，往往發(fā)現(xiàn)零位輸出與負(fù)壓室通大氣校驗時的零位輸出不一致。這種正負(fù)壓室通入相同靜壓得到的零位輸出偏離通入大氣校驗時的零位稱為靜壓誤差。

下面對造成靜壓誤差的幾種情況予以分析。

2、差壓變送器測濕氣體時高低壓室內(nèi)積水問題

圖1(a)所示是典型的節(jié)流式差壓流量計信號管路安裝圖，在被測流體為濕氣體時，冷凝液理應(yīng)不會進(jìn)入差壓變送器高低壓室，但從現(xiàn)場反饋信息來看，實際情況是有時還會有微量水滴進(jìn)入高低壓室。變送器差壓范圍較低時，此微量水滴會引起儀表零點的明顯漂移。有些差壓變送器設(shè)計有兩個排放口，打開下排放口就可將凝液順利排出。但是若采用早期變送器只有中部一個排放口，打開此口無法將高低壓室內(nèi)的凝液排凈，*后只得將變送器拆下，將凝液從信號輸入口中傾倒出來。

高低壓室內(nèi)積液的現(xiàn)象，經(jīng)進(jìn)一步分析，應(yīng)該是變送器上方的一段管路由于環(huán)境溫度變化將信號管中的水蒸氣凝液沿著信號管往下流入高低壓室。

防止冷凝液流入高低壓室*簡單易行的方法是消除變送器上方的一段信號管路，將信號管路從下方引入變送器，如圖1(b)所示，這樣，即使高低壓室內(nèi)有微量冷凝液，也能依靠其自身重力沿著管路自動流回母管或沉降器。實踐證明，這一方法是有效的。

2.1 關(guān)于差壓變送器引壓管直接進(jìn)入差壓計討論：

(1)有些微差壓系統(tǒng)，微差壓為50~100Pa，即5~10mmH2O，如果引壓管有死區(qū)，只要積液1mm，就有10Pa的誤差，誤差達(dá)20%。因此連接必須差壓計在上沒有死區(qū)(靜壓誤差)。

(2)濕氣體為了使氣體中積液返回管道，安裝時需差壓計在上，孔板在下。

(3)低壓蒸汽，如果溫度低于差壓計允許溫度，可以差壓計在上，省卻冷凝容器的方案亦有地方試用。

(4)在以上1,2,3情況下，引壓管需略大(內(nèi)徑Φ12及以上)。

2.2 差壓變送器靜壓誤差的現(xiàn)場消除方法

差壓變送器在制造廠出廠前零點作為一個重要指標(biāo)檢驗過，但是殘存的靜壓誤差在儀表投運時還必須在使用現(xiàn)場輸入實際靜壓對靜壓誤差再一次檢查校核。其方法是向正負(fù)壓室通入相同的靜壓，在圖1(b)所示的系統(tǒng)圖中，將三閥組的高低壓閥中一個打開，另一個關(guān)閉，將平衡閥打開，如果懷疑正負(fù)壓室內(nèi)尚未充滿被測介質(zhì)，則可通過正負(fù)壓室上的排氣(或排液)閥排凈積氣(或積液)，然后檢查變送器的輸出。有的差壓變送器帶有開平方功能和小信號切除功能，在檢查靜壓誤差時應(yīng)將小信號切除功能暫時解除，以觀察真正的零位。

差壓變送器的輸出也可在流量顯示儀表或DCS中讀出，為了讀出真正的零位輸出，也需將小信號切除功能暫時解除。

將差壓變送器與流量顯示儀表配合起來檢查零位輸出，如果零位存在偏差，則可能的原因如下：

(1)差壓變送器靜壓誤差；

(2)差壓變送器安裝位置偏離正確位置引起零點偏移；

(3)流量顯示儀表零點偏差。

這種偏差的代數(shù)和不會很大，*終是通過差壓變送器的零點校準(zhǔn)予以消除。因此儀表投運前這一檢查校準(zhǔn)環(huán)節(jié)是開表投運操作中的重要一環(huán)。

差壓式流量計經(jīng)過上述的靜壓誤差及零點檢查校準(zhǔn)后，就可關(guān)閉平衡閥，開足高低壓閥，投入運行。

3、測蒸汽垂直管道導(dǎo)壓管引向?qū)x表示值的影響

節(jié)流裝置導(dǎo)壓管的作用是將節(jié)流裝置所產(chǎn)生的差壓信號不失真地傳遞到差壓變送器，但從現(xiàn)場的實際情況來看，導(dǎo)壓管的配置這看似簡單的事情還是存在很大問題。

*嚴(yán)重的問題是安裝在垂直管路上的測量蒸汽流量的節(jié)流裝置，按照信號不失真?zhèn)鬟f的要求，導(dǎo)壓管的結(jié)構(gòu)應(yīng)如圖2所示。

GB/T2624-2006中規(guī)定的差壓式流量計工藝管道全為水平方向，當(dāng)實際應(yīng)用中，垂直方向的管道無法避免，因此按照信號不失真?zhèn)鬟f的原理就有了如圖2所示的結(jié)構(gòu)，在該圖中，切斷閥采用直通閥(直通閘閥或球閥)后，只要冷凝器一端導(dǎo)壓管略高于節(jié)流裝置的一段，則從冷凝器溢出的冷凝液就可通暢地流回母管，兩只冷凝器中的液位可保持等高，管中的蒸汽也可正常地向冷凝器的上部補充，從而實現(xiàn)正常的汽液交換。但是有不少儀表廠供應(yīng)的卻是如圖3所示的結(jié)構(gòu)，這種導(dǎo)壓管連接方式的優(yōu)點是外觀漂亮，但卻損害了它的基本功能。

在圖3中，正端導(dǎo)壓管內(nèi)冷凝液仍可通暢地流回母管，但負(fù)端導(dǎo)壓管卻不能，一定要到管內(nèi)積滿冷凝液后才會向母管溢出，一次兩只冷凝器中的液位高度不一致，假定負(fù)端冷凝器中的液位高度同導(dǎo)壓管左端一樣高，則負(fù)壓端冷凝器中的液柱高度就比正壓端高度約高16.5mm，因為環(huán)室上兩個管口之間的距離為33mm。其實，負(fù)壓端冷凝器內(nèi)的液位高度并非總是同導(dǎo)壓管左端一樣高，而是可能高些，也可能低一些，因此就增加了不確定因素。

導(dǎo)壓管連接的不正確，使得流量計在相對流量較小時出現(xiàn)明顯的偏低。例如有一臺差壓式流量計，△pmax=20kPa，在qm=20%qmmax時，節(jié)流裝置送出的差壓信號為800Pa，由負(fù)端冷凝器內(nèi)液位偏高引起的附加差壓以165Pa計，則相應(yīng)的流量示值就減為17.8%FS，誤差為2.2%FS。

在使用現(xiàn)場，法蘭1″取壓也用的較多。由于這種取壓節(jié)流裝置的兩個取壓口之間的距離比環(huán)室取壓大的多，所以上述的導(dǎo)壓管引向不合理引起的誤差相應(yīng)增大，即附加差壓約為249Pa，相應(yīng)的流量示值減為16.6%FS，誤差為3.4%FS。

4、測蒸汽導(dǎo)壓管切斷閥的影響

在測量蒸汽配冷凝器時如選用針形閥，因流路曲折不暢，特別流量較小時，示值不穩(wěn)定，因此建議采用閘閥或球閥，其流路沒有彎曲，通徑大，從現(xiàn)場使用來看，相對流量為10%FS時，都能穩(wěn)定指示。

5、徑距取壓節(jié)流裝置測蒸汽安裝不合理引入的誤差

大口徑節(jié)流裝置的取壓方式，人們往往喜歡采用徑距取壓。這種取壓方式的兩個取壓口之間相距1.5D，而管徑又較大，所以取壓口之間的距離較大。在安裝過程中稍有疏忽，就會引入誤差。圖4所示為水平安裝的徑距取壓節(jié)流裝置，用來測量蒸汽流量。規(guī)范要求，正端和負(fù)端取壓管在母管上的開口高度應(yīng)相同，兩個冷凝器的高度也應(yīng)一致。如果施工疏忽造成即使10mm的高度差，用肉眼也難以分辨，但會引起實際流量為零時，仍有100Pa左右的輸出。

如果差壓上限△pmax為60kPa，在流量為70%FS時，這一不應(yīng)有的差壓引入的流量示值誤差約為0.17%FS；而在流量為20%FS時，這一不應(yīng)有的差壓引入的流量示值誤差達(dá)4.2%FS，因此應(yīng)引起注意。

圖5所示為一個垂直管道上安裝的徑距取壓節(jié)流裝置，用來測量蒸汽流量。如果安裝不合理，引入的誤差更是驚人。在圖5中，正壓管的垂直部分管內(nèi)應(yīng)充滿蒸汽，或蒸汽以緩慢的速度向冷凝罐補充，而冷凝罐內(nèi)的凝結(jié)水經(jīng)溢流口沿著垂直管的內(nèi)壁流回母管。但若這導(dǎo)管的坡度不合理或選用針形閥作為取壓閥，很容易導(dǎo)致凝結(jié)水在垂直管內(nèi)憋住，引起驚人的測量誤差。

下面以一個實例來說明安裝時應(yīng)注意的重要問題。某公司的熱電廠經(jīng)一根DN400的管道向化工廠供汽，供方在管道始端、需方在管道終端各裝一套由同一個儀表廠制造的DN400蒸汽流量計，兩套儀表的孔板計算書表明，兩副孔板的計算參數(shù)完全相同，可是儀表投入運行后，供方的一套流量計示值嚴(yán)重偏低，只能以接受方表計數(shù)據(jù)作為計算依據(jù)。有關(guān)人員對這套儀表的各個部分進(jìn)行多次檢查，均未查出原因所在，*后，儀表維修工只能將差壓變送器的零點向負(fù)方遷移來湊答數(shù)。巧合的是測量起點遷移到-6kPa左右，兩套流量示值就趨一致，而且流量變化時，仍能基本保持一致。

懷疑應(yīng)當(dāng)充滿蒸汽的正端導(dǎo)壓管內(nèi)被凝結(jié)水占據(jù)，從而產(chǎn)生6kPa的偏移。于是建議拆開保溫層檢查導(dǎo)壓管內(nèi)究竟是蒸汽還是凝結(jié)水。待拆開保溫層后，發(fā)現(xiàn)這段垂直導(dǎo)壓管是冷冰冰的，只在排污掃線時導(dǎo)管才是燙的，顯然，這段管道內(nèi)已被凝結(jié)水占據(jù)。進(jìn)一步分析垂直段積水的原因，發(fā)現(xiàn)所配用的根部閥是針形閥，而且安裝根部閥的一段不僅沒有合理的坡度，相反在導(dǎo)管的轉(zhuǎn)彎處還略低了一些。后來建議將垂直段導(dǎo)管截去數(shù)厘米，使根部閥處的水平段左低右高，滿足坡度要求。

經(jīng)改裝后，儀表重新投運，獲得成功。