節(jié)流裝置式流量測(cè)量系統(tǒng)是指采用孔板,噴嘴,文丘里管測(cè)量滿圓管流量的測(cè)量系統(tǒng)。該系統(tǒng)一般由節(jié)流裝置,差壓計(jì)及數(shù)據(jù)處理器(開方積算器或計(jì)算機(jī))組成。這種流量測(cè)量系統(tǒng)的特點(diǎn)是: 1原理及理論研究非常成熟;2標(biāo)準(zhǔn)化程度較高,有GB/2624和ISO5167標(biāo)準(zhǔn)文件;3結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,成本低,維護(hù)使用費(fèi)用低;4對(duì)環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng);5如果維護(hù)管理正確可以得到較高的測(cè)量準(zhǔn)確度。
這些特點(diǎn)是其他形式的流量計(jì)無(wú)法比的,因此在流量測(cè)量中節(jié)流裝置式流量?jī)x表占有較高的比重,估計(jì)在80%左右。近年來(lái)雖然有一些新型的流量?jī)x表投放市場(chǎng),但是,由于結(jié)構(gòu),造價(jià),使用條件等原因,仍然不能動(dòng)搖節(jié)流裝置式流量?jī)x表在流量測(cè)量中的地位。因此對(duì)該種測(cè)量系統(tǒng)的正確使用和維護(hù)保養(yǎng)仍然是自動(dòng)化儀表專業(yè)人員必須重視的問(wèn)題。
一節(jié)流裝置式流量測(cè)量系統(tǒng)的維護(hù)使用現(xiàn)狀
目前使用中的節(jié)流裝置式流量測(cè)量系統(tǒng),由于受維護(hù)人員專業(yè)技術(shù)水平的限制,大部分僅僅限于對(duì)硬件的管理和維護(hù)。主要工作內(nèi)容不外乎檢查節(jié)流裝置脈沖導(dǎo)壓管伐門有無(wú)泄漏堵塞,差壓計(jì)及數(shù)據(jù)處理器工作是否正常并定期對(duì)其進(jìn)行校驗(yàn)。若以上維護(hù)檢查未發(fā)現(xiàn)問(wèn)題,即使系統(tǒng)顯示的數(shù)據(jù)有明顯的偏差,一般也認(rèn)定系統(tǒng)是正常的。
由于多年來(lái)從事流量測(cè)量的管理工作,我認(rèn)為對(duì)節(jié)流裝置式流量測(cè)量系統(tǒng)的使用維護(hù),僅限于對(duì)硬件的管理和維護(hù)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的,更重要的是要對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行軟維護(hù)。所謂軟維護(hù),就是對(duì)節(jié)流裝置式流量測(cè)量系統(tǒng)運(yùn)行的工況參數(shù)進(jìn)行跟蹤分析研究計(jì)算,根據(jù)計(jì)算結(jié)果對(duì)系統(tǒng)的技術(shù)參數(shù)進(jìn)行修正。軟維護(hù)是一個(gè)使系統(tǒng)技術(shù)參數(shù)接近實(shí)際運(yùn)行工況的過(guò)程。
二軟維護(hù)的必要性
對(duì)于任何一套節(jié)流裝置式流量測(cè)量系統(tǒng),它的設(shè)計(jì)計(jì)算是根據(jù)需方提供的介質(zhì)種類,溫度,壓力,流量,管道幾何尺寸等工況參數(shù)計(jì)算的。也就是根據(jù)一組需方提供的參數(shù)計(jì)算設(shè)計(jì)制造一套節(jié)流裝置,該套節(jié)流裝置只有在設(shè)計(jì)計(jì)算采用的工況下運(yùn)行,系統(tǒng)才能保證測(cè)量的不確定度在規(guī)定范圍。若實(shí)際使用工況偏離設(shè)計(jì)工況,系統(tǒng)測(cè)量數(shù)據(jù)就不能保證不確定度在規(guī)定范圍。而實(shí)際使用中的節(jié)流裝置式流量測(cè)量系統(tǒng)大部分多與設(shè)計(jì)工況不同,有的甚至相差懸殊。因此必須對(duì)其進(jìn)行軟維護(hù),而且這種軟維護(hù)應(yīng)貫穿于系統(tǒng)使用的全過(guò)程。
三使用運(yùn)行工況與設(shè)計(jì)工況偏離對(duì)系統(tǒng)不確定度的影響
1實(shí)際運(yùn)行流量值偏離設(shè)計(jì)值
實(shí)際運(yùn)行流量值偏離設(shè)計(jì)流量值,這是經(jīng)常出現(xiàn)的問(wèn)題。在多數(shù)情況,設(shè)計(jì)流量值提的比較高,實(shí)際運(yùn)行流量值較低。對(duì)系統(tǒng)不確定度的影響原因主要是:
(1)由于節(jié)流裝置的不確定度是按常用流量計(jì)算的,常用流量一般是刻度流量的70~80%左右,如果偏離常用流量較遠(yuǎn),就會(huì)引起流量系數(shù)C較大的變化,不確定度就會(huì)增大。
(2)差壓計(jì)的不確定度是按引用誤差計(jì)算的。
由表中可以看出,若系統(tǒng)在50%以下運(yùn)行,差壓計(jì)的相對(duì)誤差在±2%~±6%,對(duì)流量的影響±1%~±3%。同時(shí)由于雷諾數(shù)是流量值的函數(shù),流量值偏離必定引起雷諾數(shù)的變化,這樣必然引起流出系數(shù)的變化。這些影響集中在一起累計(jì)誤差是較大的。
2介質(zhì)溫度壓力偏離設(shè)計(jì)值
在節(jié)流裝置設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí),對(duì)氣體流量是設(shè)計(jì)工況下的體積流量,也就是某特定的溫度壓力下的體積流量。在這特定的溫度、壓力下介質(zhì)的密度是一定的,如果在實(shí)際運(yùn)行時(shí)介質(zhì)溫度、壓力偏離設(shè)計(jì)值,介質(zhì)的密度必然也會(huì)改變。從流量計(jì)算公式可以看出,介質(zhì)的密度改變,對(duì)流量值的影響是很直觀的。另一方面,為了工藝操作的方便,儀表指示值給出的是標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的體積流量,這是根據(jù)介質(zhì)的密度換算出來(lái)的。而介質(zhì)的密度改變使其換算關(guān)系也改變。兩種影響都會(huì)引起不確定度的增大。在系統(tǒng)中增加溫壓校正環(huán)節(jié)的作用就是為了降低這種影響。
在節(jié)流裝置的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定:假設(shè)未經(jīng)標(biāo)定的節(jié)流裝置與已經(jīng)充分實(shí)驗(yàn)的節(jié)流裝置幾何相似和動(dòng)力學(xué)相似,亦即符合本標(biāo)準(zhǔn)的要求,在本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的不確定度之內(nèi)。按照此原則設(shè)計(jì)制造的節(jié)流裝置,若實(shí)際使用的工況與設(shè)計(jì)計(jì)算采用的值相差較大,動(dòng)力學(xué)相似的條件就得不到滿足,不確定度也就不在規(guī)定之內(nèi)。
節(jié)流裝置式流量測(cè)量系統(tǒng)在實(shí)際使用時(shí)影響不確定度的因素比較多,以上只對(duì)影響比較大的幾個(gè)方面進(jìn)行了分析。為了使用好節(jié)流裝置式流量測(cè)量系統(tǒng),維護(hù)管理人員應(yīng)該對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行情況進(jìn)行調(diào)查研究,發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)解決。對(duì)于規(guī)模比較大的物料流量計(jì)量系統(tǒng),應(yīng)站在整個(gè)系統(tǒng)物料平衡的高度,來(lái)對(duì)流量計(jì)量系統(tǒng)的每個(gè)測(cè)量點(diǎn)進(jìn)行分析研究,計(jì)算出每個(gè)測(cè)量點(diǎn)的流量值的控制范圍,反復(fù)研究測(cè)量值與控制范圍的差距,查找數(shù)據(jù)偏離的原因并加以解決。這樣可以進(jìn)一步提高流量測(cè)量的準(zhǔn)確性,為生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)提供較可靠的計(jì)量數(shù)據(jù)。
四軟維護(hù)的要求
節(jié)流裝置式流量測(cè)量系統(tǒng)的維護(hù)管理是一項(xiàng)技術(shù)性比較強(qiáng)的工作,應(yīng)安排有一定專業(yè)技術(shù)水平的人員從事該項(xiàng)工作。其主要工作內(nèi)容是:
1收集保管好系統(tǒng)的設(shè)計(jì),計(jì)算,制造安裝等各種文件;
2在系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定后,對(duì)系統(tǒng)的工況進(jìn)行調(diào)查分析研究。若發(fā)現(xiàn)運(yùn)行工況偏離設(shè)計(jì)值,可根據(jù)計(jì)算結(jié)果對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整;
3對(duì)工況變化頻率較高的系統(tǒng),可以增加溫度壓力校正環(huán)節(jié)。如果條件允許,可利用計(jì)算機(jī)來(lái)進(jìn)行適時(shí)的在線修正。某公司生產(chǎn)的流量測(cè)量節(jié)流裝置專家系統(tǒng)軟件及流量計(jì)算機(jī)可使系統(tǒng)的軟維護(hù)比較容易實(shí)現(xiàn),同時(shí)也使流量測(cè)量系統(tǒng)的整體技術(shù)水平得到很大提升。
隨著企業(yè)全面走向市場(chǎng),企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)管理將進(jìn)一步深化,流量計(jì)量越顯重要。自動(dòng)化儀表專業(yè)人員必須從軟硬兩方面加強(qiáng)流量測(cè)量系統(tǒng)的維護(hù),才能滿足企業(yè)的要求,使流量計(jì)量發(fā)揮重要作用。