差壓流量計波動誤差與控制方法-江蘇省孝感尼蓝纺织制造有限责任公司(3G网站)

[摘要(yào)]核電站(zhan)的孔闆(pan)差壓式(shi)流量計(jì) 廣泛應(yīng)用,但在(zai)核電站(zhan)冷試期(qi)間運行(hang)的系統(tong)中，多次(ci)出現流(liú)量變送(sòng)器的波(bo)動情況(kuàng)。論文結(jié)合實際(ji)對冷試(shì)期間出(chu)現的 差(cha)壓變送(song)器 的波(bō)動情況(kuàng),從僅表(biao)安裝規(guī)範和實(shí)際案例(lì)中,分析(xi) 差壓流(liú)量計 波(bō)動的誤(wu)差來源(yuan)和控制(zhì)策略。
1引(yin)言
　　核電(dian)機組機(jī)冷試期(qi)間,先後(hou)多次出(chū)現差壓(yā)式流量(liang)變送器(qi)的示值(zhí)波動,現(xian)在從儀(yí)表特性(xìng)、安裝、參(can)數設置(zhì)等方面(miàn)來對此(cǐ)問題進(jìn)行分析(xī)。
2差壓變(bian)送器的(de)安裝規(guī)範
　　差壓(yā)變送器(qi)對流體(ti)特性、儀(yí)表安裝(zhuāng)位置、取(qǔ)樣管線(xian)等方面(miàn)要求較(jiào)多,主要(yào)是如下(xia)幾點:
2.1對(dui)流體和(he)流動狀(zhuàng)态的要(yao)求
　　壓縮(suō)流體和(he)不可壓(ya)縮流體(tǐ)均可測(cè)量,但必(bi)須是均(jun)勻單相(xiang)流體;流(liu)體要充(chōng)滿管道(dào).管道流(liú)量應随(sui)時間推(tuī)移基本(ben)維持不(bu)變。
2.2管道(dào)條件
　　安(ān)裝時要(yào)求節流(liu)件的上(shàng)下遊需(xu)要有--定(dìng)長度的(de)直管段(duan)(一般要(yào)求上遊(you)側>10D,下遊(yóu)側>5D);節流(liu)件安裝(zhuāng)在管道(dào)中應保(bao)證與管(guǎn)道的同(tóng)心度滿(mǎn)足要求(qiú)。
2.3對于不(bu)同流體(tǐ),管道取(qu)樣點位(wèi)置的區(qu)别
　　液體(tǐ)測量:測(ce)量液體(ti)流量時(shi),爲防止(zhǐ)渣滓的(de)沉澱,取(qǔ)壓口應(ying)取在被(bèi)測管道(dao)的側面(mian)。同時變(bian)送器需(xu)要安裝(zhuang)在取壓(yā)口以下(xià),以免氣(qi)泡在引(yin)壓管線(xiàn)内聚集(ji)造成測(ce)量波動(dòng),且取樣(yang)管道朝(cháo)儀表側(ce)需保持(chí)一定的(de)傾斜角(jiao)度.以防(fáng)止取樣(yàng)管内的(de)氣體聚(jù)集，影響(xiang)測量值(zhí)。
　　氣體測(cè)量:測量(liang)氣體流(liú)量時.取(qǔ)壓口應(ying)開在流(liú)程管道(dao)的頂部(bù)或側面(mian)。變送器(qi)應安裝(zhuāng)在流程(cheng)管道以(yi)上高度(du).以便積(ji)聚的液(ye)體流入(ru)流程管(guan)道。
　　蒸汽(qi)測量:測(ce)量蒸汽(qi)流量時(shi),取壓口(kǒu)應開在(zài)流程管(guan)道的側(cè)面,并且(qiě)變送器(qi)安裝在(zài)取壓口(kǒu)的下面(miàn).以便冷(leng)聚液能(néng)充滿在(zai)導壓管(guǎn)裏。被測(cè)介質爲(wèi)蒸汽時(shí),導壓管(guǎn)中要充(chōng)滿水,以(yi)防止蒸(zhēng)汽直接(jie)和變送(sòng)器接觸(chù),這樣變(biàn)送器工(gong)作時,其(qí)容積變(biàn)化量是(shi)很微不(bu)足道的(de),不需要(yào)安裝冷(lěng)凝罐。
2.4對(dui)孔闆的(de)要求
　　孔(kong)闆入口(kǒu)直角銳(rui)利度合(he)格,管徑(jìng)尺寸與(yu)計算正(zheng)确,孔闆(pan)厚度誤(wu)差合格(ge),節流件(jian)附件不(bu)能産生(sheng)台階.偏(piān)心,孔闆(pǎn)上遊端(duān)面平度(dù)合格,環(huán)室尺寸(cun)不能産(chan)生台階(jiē).偏心，取(qu)壓位置(zhì)的焊縫(féng)不能突(tu)出,取壓(yā)孔加工(gong)規範等(deng)等。
2.5抑制(zhi)脈動流(liu)常用的(de)措施
　　當(dang)管道中(zhōng)流體流(liu)速和壓(yā)力發生(shēng)突然變(biàn)化時,容(rong)易造成(cheng)脈動流(liu),它能引(yin)起差壓(ya)的波動(dòng),當發生(sheng)脈動現(xian)象時,會(huì)産生計(jì)量誤差(cha)。抑制脈(mò)動流常(chang)用的措(cuo)施有:①在(zai)滿足計(ji)量能力(lì)的條件(jiàn)下,應選(xuan)擇内徑(jing)較小的(de)測量管(guǎn),爲提高(gāo)差壓和(hé)孔徑比(bǐ);②采用短(duǎn)引壓管(guǎn)線.減少(shao)管線中(zhōng)的阻力(li)件,并使(shǐ)上下遊(yóu)管線長(zhang)度相等(deng)減少系(xi)統中産(chǎn)生諧振(zhèn)和壓力(li)脈動振(zhèn)幅增加(jia)。
3流量波(bō)動、誤差(chà)分析
　　核(hé)電站中(zhōng)非核級(ji)差壓變(biàn)送器主(zhu)要使用(yong)的是差(cha)壓變送(sòng)器.核級(ji)差壓變(bian)送器主(zhu)要使用(yong)的是1151型(xing)差壓變(biàn)送器。下(xia)面對産(chǎn)生誤差(cha)的原因(yin)逐一分(fen)析:
3.1被測(cè)介質實(shí)際物理(li)性質的(de)不确定(dìng)度因素(sù)
①标準中(zhōng)要求管(guan)道内的(de)流體應(ying)爲單相(xiàng)的牛頓(dun)流體,若(ruò)含有一(yī)定比例(li)的懸浮(fú)粒雜質(zhi)則爲非(fēi)牛頓流(liu)體,非牛(niú)頓流體(ti)會影響(xiang)可膨脹(zhang)性系數(shù)e,牛頓流(liú)體中的(de)雜質越(yuè)多,流量(liàng)測量的(de)不确定(ding)度會增(zēng)加,而孔(kǒng)闆流量(liàng)計的計(ji)算公式(shì)中ε爲恒(héng)I,故而流(liú)量測量(liàng)的誤差(chà)會偏大(dà)。②流體相(xiàng)對密度(dù)的影響(xiǎng):密度參(can)數是測(cè)量中非(fei)常重要(yào)的參數(shù),密度測(ce)量的不(bú)确定度(du)直接影(yǐng)響整個(ge)測量系(xi)統的不(bú)确定度(du).由于壓(ya)力.溫度(du)的波動(dòng),流體相(xiàng)對密度(du)并不是(shi)一個固(gù)定值。因(yīn)此其流(liu)量測量(liàng)會出現(xian)一定程(cheng)度的誤(wù)差。
3.2測量(liàng)中重要(yao)設備的(de)不确定(dìng)度因素(su)
該項不(bú)确定度(du)因素主(zhu)要體現(xiàn)在孔闆(pǎn)β比選擇(zé)方面,還(hai)包括二(èr)次儀表(biǎo)的不确(què)定度。
3.3阻(zu)尼系數(shù)不合适(shì)
　　由于阻(zǔ)尼系數(shu)爲廠家(jiā)設定在(zai)調試前(qián)期僅會(hui)對其進(jìn)行校驗(yàn),不會修(xiu)改内部(bu)參數。說(shuō)明書中(zhōng)對降低(di)噪聲的(de)方法爲(wèi):輸出阻(zǔ)尼和用(yong)于表壓(ya)測量的(de)參考側(ce)濾波。阻(zu)尼時間(jiān)在出廠(chǎng)時設定(ding)爲3.2s.如果(guo)變送器(qi)輸出仍(reng)有噪音(yīn).增加阻(zu)尼時間(jiān)，如果需(xu)要快速(su)響應,需(xū)減少阻(zu)尼時間(jian)。還有另(ling)外一種(zhǒng)降低噪(zao)音的方(fang)法是在(zài)變送器(qi)的參考(kǎo)側附加(jiā)一-段小(xiǎo)管作爲(wei)壓力緩(huan)沖器。因(yin)此本次(ci)冷試期(qi)間.阻尼(ni)系數不(bu)合适就(jiù)可能是(shì)示值波(bō)動的原(yuan)因.故可(ke)以嘗試(shì)從增加(jiā)阻尼系(xi)數修改(gǎi)方面來(lái)驗證。
3.4供(gòng)電電壓(ya)波動
　　說(shuo)明書對(duì)電源要(yào)求進行(hang)了說明(ming)，要求用(yòng)直流電(dian)源供電(dian)時.紋波(bō)應小于(yu)2%,即電源(yuán)波動範(fàn)圍應小(xiǎo)于0.48VDC。RRI這三(san)塊表爲(wèi)雙線制(zhì),供電爲(wèi)安全級(jí)DCS的卡件(jian),對儀表(biǎo)的電壓(yā)進行測(ce)量.其電(diàn)壓值穩(wěn)定在标(biāo)準範圍(wei)内,故該(gai)項可排(pai)除。
3.5管道(dào)污物堵(du)塞
　　由于(yú)液體的(de)取樣管(guǎn)線一般(ban)安裝在(zai)流體管(guan)道的側(ce)面.因此(cǐ)常有雜(za)質沉澱(diàn)在取樣(yàng)管線中(zhōng),充水排(pai)氣後,大(da)直徑的(de)顆粒沉(chén)積依然(ran)無法完(wan)全排盡(jìn).這對儀(yi)表波動(dòng)同樣有(yǒu)影響。
3.6取(qǔ)樣點前(qián)後直管(guan)段長度(dù)
　　差壓式(shi)流量計(jì)對取樣(yang)點前後(hòu)直管段(duan)長度有(yǒu)嚴格的(de)要求節(jiē)流件應(yīng)安裝在(zai)兩段有(yǒu)恒定橫(heng)截面積(jī)的圓簡(jian)形直管(guan)段之間(jiān)，最短直(zhi)管段長(zhang)度與節(jie)流件形(xing)式,阻流(liú)件形式(shi)和直徑(jing)比有關(guan),一般來(lái)說前後(hou)直管段(duàn)的長度(dù)分别爲(wei)>10D和>SD。
3.7引壓(ya)管線的(de)影響
　　引(yǐn)壓管應(ying)根據被(bei)測流體(ti)的性質(zhì),選用相(xiàng)應的材(cai)料制造(zao),其内徑(jìng)需大于(yú)6mm,長度在(zai)16m以内;引(yin)壓管應(ying)垂直或(huo)傾斜敷(fu)設,其傾(qīng)斜度需(xu)大于1:12,黏(nian)度較高(gāo)的流體(tǐ),其傾斜(xié)度還需(xu)增大。爲(wei)了避免(mian)差壓信(xin)号失真(zhēn),正負壓(ya)導引管(guan)内應将(jiāng)氣體排(pai)空。嚴寒(hán)地區的(de)引壓管(guan)線應做(zuò)好防凍(dòng)措施。
3.8節(jie)流件同(tong)軸度安(ān)裝偏差(chà)
　　節流裝(zhuang)置在工(gong)藝管線(xian)上安裝(zhuang)時,應注(zhù)意上下(xia)遊直管(guan)段與工(gōng)藝管道(dào)的同軸(zhou)度。産品(pǐn)加工中(zhōng)要确保(bǎo)下列要(yao)求:當節(jie)流件的(de)軸線與(yǔ)上、下遊(you)側管道(dao)軸線之(zhi)間距離(lí)ex滿足下(xia)式時流(liu)出系數(shu)C無附加(jia)不确定(dìng)度。

　　根據(jù)現場的(de)儀表安(ān)裝參數(shù).直徑比(bǐ)β=0.45,管道内(nèi)徑爲D-82.54mm,計(jì)算可得(dé)流出系(xì)數C在無(wu)附加不(bú)确定的(de)情況下(xià)應ex<Imm,在附(fu)加0.3%不确(què)定的情(qíng)況下應(yīng)Imm<e,<2mm。現場節(jie)流件的(de)實際安(ān)裝同軸(zhou)度可能(neng)存在該(gai)問題。
4控(kòng)制誤差(cha)提高計(jì)量正确(què)率的方(fang)法
　　因爲(wèi)流量測(cè)量計算(suan)的不确(què)定度是(shì)在其他(tā)影響因(yīn)素都不(bú)存在附(fu)加誤差(chà)的情況(kuàng)下計算(suan)得到的(de).但是使(shi)用中由(you)于各種(zhǒng)原因會(huì)帶來--定(dìng)的附加(jiā)誤差,這(zhe)是需要(yao)消除的(de)。根據實(shí)際應用(yòng)情況,提(ti)出以下(xia)控制方(fāng)法及建(jian)議。
4.1孔闆(pǎn)節流裝(zhuāng)置必須(xū)滿足标(biao)準要求(qiu)
　　孔闆節(jiē)流裝置(zhi)在使用(yòng)前的安(an)裝中應(ying)按照标(biao)準設計(jì)和安裝(zhuang),應根據(jù)孔闆前(qian)阻力件(jian)形式配(pèi)有尼夠(gou)長度的(de)直管段(duan)。
4.2流體中(zhōng)存在脈(mò)動流的(de)改善措(cuò)施
　　核電(diàn)站中使(shǐ)用的除(chú)鹽水一(yī)般能達(da)到牛頓(dùn)流體.但(dan)在流量(liang)測量中(zhong)有多種(zhǒng)原因會(huì)使得流(liú)體脈動(dòng)，可以采(cai)取以下(xià)措施減(jiǎn)小脈動(dòng)流的影(yǐng)響。①在滿(man)足計量(liàng)能力的(de)條件下(xià),應盡量(liàng)選擇内(nei)徑較小(xiǎo)的測量(liàng)管,以保(bǎo)證系統(tǒng)在較高(gāo)的雷諾(nuò)數下運(yùn)行。②減小(xiǎo)引壓管(guan)線長度(du),盡量減(jian)少引壓(yā)管線系(xi)統中的(de)阻力件(jian),并使上(shàng)下遊管(guan)線長度(du)相等,以(yi)減小諧(xie)振和壓(ya)力脈動(dong)振幅。③減(jiǎn)少流體(ti)中的雜(zá)質,使流(liu)體保持(chí)均勻的(de)單相牛(niú)頓流體(ti)。
4.3加強計(ji)量管理(lǐ),建立健(jian)全各項(xiàng)規章制(zhì)度
　　在孔(kǒng)闆流量(liàng)計日常(chang)使用過(guò)程中,要(yào)确保正(zhèng)确的計(jì)量,還應(ying)至少每(mei)月一次(ci)清洗檢(jiǎn)測孔闆(pǎn)、檢查儀(yí)表零點(dian).儀表D/A轉(zhuan)換通道(dào)、核對流(liú)量計算(suan)程序,對(dui)有坑蝕(shí)及劃痕(hen)的孔闆(pan)應及時(shí)更換，同(tong)時還配(pei)備孔闆(pan)綜合測(ce)試儀定(dìng)期對孔(kong)闆進行(háng)幾何尺(chi)寸檢定(ding)。