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南京巴斯克儀表有限公司
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閱讀：6發(fā)布時間：2025-5-22
存在問題
中石化某分公司精細(xì)化工事業(yè)部提出，有一套孔板流量計用來測量某裝置蒸汽流量，裝置已停車流量計仍指示很高流量，檢查相關(guān)變送器、傳感器及二次表均正常，正負(fù)壓管排污掃線不堵不漏。后因結(jié)冰季節(jié)已過，順手將伴熱保溫用蒸汽關(guān)掉，流量計示值恢復(fù)正常。
分析與診斷
這是個典型的伴熱保溫不良引起儀表誤差的案例。
(1)伴熱保溫不良引起差壓式蒸汽流量計產(chǎn)生誤差的原理
在石化和化工行業(yè)，常用差壓式流量計測量蒸汽流量。差壓裝置送出的蒸汽差壓信號，經(jīng)冷凝罐轉(zhuǎn)換成凝結(jié)水差壓，再送差壓變送器。由于大直徑蒸汽管道大多安裝在管架上，而差壓變送器大多安裝在地面以上1m左右的高度，這樣，導(dǎo)壓管內(nèi)的凝結(jié)水就有較大的高度差。
由于伴熱保溫不合理，引起正負(fù)壓管的凝結(jié)水平均密度出現(xiàn)差異，在如圖2.23所示的系統(tǒng)中，冷凝罐以下部分由于伴熱保溫不良引起的差壓信號傳遞失真數(shù)值可用下式計算：dP=(ρ+-ρ-)hg
式中dP—傳遞失真引起的附加差壓值，Pa;
ρ+—正壓管內(nèi)凝結(jié)水平均密度，kg/m3;
ρ-—負(fù)壓管內(nèi)凝結(jié)水平均密度，kg/m3；
h—高度差，m;
g—重力加速度,9.8m/s2。
例如，有一臺差壓式流量計，正壓管內(nèi)凝結(jié)水平均溫度為30℃，相應(yīng)的密度ρ+為995. 7kg/cm3;負(fù)壓管內(nèi)凝結(jié)水平均溫度為40℃，相應(yīng)的密度ρ-為992.2kg/m3;高度差h=6m將這些數(shù)據(jù)代入式(2.24)，計算得到
dp=(995.7-992.2)×6×9.8=206Pa
(2)差壓信號傳遞失真對流且示值的影響
因傳遞失真引起的差壓信號偏移，在其數(shù)值確定之后，要進(jìn)一步計算對流量示值的影響。影響的幅值與該套儀表的差壓上限△pmax。有關(guān)，還與當(dāng)前的流量qm有關(guān)。
先計算差壓測量誤差:
式中δ△P—差壓測量示值;
dp—傳遞失真引起的差壓偏移，Pa；
qm—當(dāng)前流量，kg/h;
qmmax—滿量程流量.kg/h;
△pmax—差壓變送器上限值，Pa.
從2.12節(jié)中的式(2.22)知，差壓測量誤差所引起的流量測量誤差;
式中δq—流量測量示值誤差，0~99%；
δ△P—差壓測量示值誤差，0~99%；
例如本例中的流量計，△pmax=20kPa,在qm/qmmax-0.7時，dp=206Pa引起的差壓測量誤差
從數(shù)值來看，所引起的流量示值誤差并不嚴(yán)重，所以操作和管理人員未察覺。但在裝置停車時，主管道閥門已關(guān)，實(shí)際流量為0，此時的差壓即為dp，相應(yīng)的流量示值應(yīng)為
如此大的流量，人們想忽略也辦不到。
討論
(1)伴熱保溫的意義
在差壓式流量計中，如果引壓管內(nèi)傳遞差壓信號的介質(zhì)為液體，有些會因環(huán)境溫度太低而凝固、結(jié)晶或結(jié)冰，因此需要伴熱保溫。例如我國的北方和中部地區(qū)，冬季都會結(jié)冰，用來測量蒸汽流量的引壓管內(nèi)，介質(zhì)為水，如果不加伴熱，也未采取其他防凍措施，就容易結(jié)冰，影響正常測量，甚至凍壞儀表。
(2)伴熱保溫中的常見問題
伴熱保溫常用電熱帶、蒸汽及熱水作熱源，此項(xiàng)工作大家都認(rèn)為太簡單了，只要做了就行，不會有什么嚴(yán)重后果。其實(shí)從現(xiàn)場的情況來看并非如此,主要問題如下。
①不對稱加熱。為了使正、負(fù)壓管內(nèi)液體溫度盡量相等，提供熱源的電熱帶、熱水管或伴熱蒸汽管應(yīng)敷設(shè)在兩根導(dǎo)壓管線之間，盡量保持等距離。但有的安裝人員為了方便，卻將正負(fù)壓管保持?jǐn)?shù)十厘米距離，而將伴熱管同導(dǎo)壓管中的一根靠得很近，以致兩根導(dǎo)壓管內(nèi)的液體溫差很大。
②將信號管和伴熱管分別做絕熱保溫，導(dǎo)致伴熱管的熱量傳不到導(dǎo)壓管上，喪失伴熱作用。
③用通有蒸汽的紫銅管直接繞在信號管上，可能導(dǎo)致介質(zhì)部分汽化言管中介質(zhì)密度變得很低，出現(xiàn)虛假差壓。
④本節(jié)中的式(2.24)與2.1節(jié)中的公式描述的都是引壓管內(nèi)凝結(jié)水溫度差所引起的差壓信號傳遞失真，但由于冷凝罐的高度不同,2.1節(jié)中冷凝罐是在取壓口的上方，而本節(jié)中冷凝罐是在取壓口的下方，對差壓偏移的作用方向不同.所以表達(dá)式也有所不同。
整改措施
由導(dǎo)壓管伴熱保溫不合理引起誤差的例子不勝枚舉，整改的措施有:
①按規(guī)范要求認(rèn)真做好伴熱保溫工作;
②采用一體化差壓流量計的結(jié)構(gòu)，從而使式((2.24)的h大大減小;
③取消伴熱保溢，改用充灌防凍液的方法消滅凍害，如果處理得當(dāng)，不僅由伴熱保溫引起的差壓信號傳遞失真，而且可節(jié)省伴熱保沮所消耗的能源。
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