仪表基础知识流量仪表资料 物位仪表资料 数显仪表资料 压力仪表资料 温度仪表资料 校验仪表资料 仪表阀门资料 电线电缆资料 控制系统资料
返回首页
当前位置: > 仪表技术 > 流量仪表资料 >

差压流量计安装使用注意事项

时间:2006-12-29 18:18来源:未知 作者:-1 点击:
安装使用注意事项 1 安装注意事项 节流式DPF的安装要求包括管道条件、管道连接情况、取压口结构、节流装置上下游直管段长度以及差压信号管路的敷设情况等。 安装要求必须按规范施工,偏离要求产生的测量误差,虽然有些可以修正,但大部分是无法定量确定的,

安装使用注意事项

1 安装注意事项
  节流式DPF的安装要求包括管道条件、管道连接情况、取压口结构、节流装置上下游直管段长度以及差压信号管路的敷设情况等。
  安装要求必须按规范施工,偏离要求产生的测量误差,虽然有些可以修正,但大部分是无法定量确定的,因此现场的安装应严格按照标准的规定执行,否则产生的测量误差甚至无法定性确定。
  关于节流装置上下游直管段长度的确定,是一个有争议的问题。由于进行此项试验的各试验者条件的差异,以及误差评定方法的不一致,试验结果存在分歧并不奇怪。国际上在80年代进行了大规模的孔板流量计试验,为ISO 5167的修订打下基础。修订的主要内容之一就是直管段长度的修订,以及流动调整器的使用等。
  以下我们按测量管、节流件以及差压信号管路几方面的安装需要注意的事项分别进行简介。
  ⑴ 测量管及其安装
  测量管是指节流件上下游直管段,包括节流件夹持环及流动调整器(如果使用时),典型的测量管如图4.21所示。测量管是节流装置的重要组成部分,其结构及几何尺寸对进入节流件流体的流动状态有重要影响,所以在标准中对测量管的结构尺寸及安装有详细的规定。对于测量管及其安装应注意以下内容:1)直管段管道内径的确定方法;2)直管段的直度和圆度;3)直管段的内表面状况;4)直管段的必要长度;5)节流件夹持环;6)流动调整器。


图4.21 测量管

直管段管道内径的确定如图4.22所示。


图4.22 管径和圆度的检验位置

  具体要求如下。
  1)上游 管径:D=(D1+D2+D3+…+D12)/12在①②③平面处测;
  圆度:0.997 D≤D1,D2,…,D14,Dn≤1.003 D在①②③④平面处测,其中n为保险起见,在③与④平面之间,追加的测量次数。
  2)下游 对管径只作一次检查:0.97 D≤D15≤1.03 D。
  3)对古典文丘里管 入口圆筒形直径与D之差≤入口圆筒形直径的±1%;
  入口圆筒形直径与D1,D2,D3…之差≤入口圆筒形直径的±2%;
  D15≥文丘里扩散段出口端直径的90%。
  用于计算节流装置直径比的管道内径D值应为上游取压口的上游0.5D长度范围内的内径平均值。由图可见,对内径确定的规定是很严格的,但是在现场由于种种原因,有时没有按照要求进行,而采取公称通径作为设计计算之用,这是不允许的。
  直管段管道内表面状况对测量精确度的影响往往被忽略了。标准对管道内详细规定。在湍流状况下光滑管与粗糙管的流速分布是不一样的(见第2章)系数亦不相同。对于新安装的管道应选用符合粗糙度要求的管道,如果达不到要求采取措施,如加涂层或进行机加工,以满足之。但是仪表长期使用后,由于测量介质特性(腐蚀,粘结,结垢等)作用,内表面可能发生改变,应定期检查进行清洗维护。
  直管段长度与阻流件类型及β值有关,表4.5-表4.7示有标准节流装置的必要直管段长度的规定。由表可见,标准只提供若干典型阻流件类型的数值,并且指出这些数据的试验条件为进入阻流件的流动为充分发展管流,显然这些条件在现场并非都能满足的。前面我们已谈过,在这种情况下可采用流动调整器解决。近年来,国际上对流动调整器的试验研究非常重视,取得许多重要成果,这些都将在ISO 5167新标准中得到反映。

表4.5 孔板与阻流件之间所要求的直管段长度(无流动调整器)(数值以管径D倍数表示)

直径比β
孔 板 上 游 侧 (入口)
 
 
 
 
 
 
 
 
单个90o弯头
两个90o弯头
在任意平面
(S>30D)
 
在同一平面上的两个90o弯头,S形状
(30D≥S>10D)
在同一平面上的两个90o弯头,S形状
(10D≥S)
在垂直平面上的两个90o弯头,(30D≥S≥5D)
在垂直平面上的两个90o弯头,(5D>S)①②
 
单个90o三通
 
单个45o弯头在同一平面上的两个45o弯头,S形状(S>22D)
 
A
B
A
B
A
B
A
B
A
B
A
B
A
B
0.20
6
3
10
10
10
10
19
18
34
17
9
3
0.40
16
3
10
10
10
10
44
18
50
25
9
3
30
9
0.50
22
9
18
10
22
10
44
18
75
34
19
9
30
9
0.60
42
13
30
18
42
18
44
18
65
25
29
18
30
18
0.67
44
20
44
18
44
20
44
20
60
10
36
18
44
18
0.75
44
20
44
18
44
22
44
20
75
18
44
18
44
18
直径比β
孔 板 上 游 侧 (入口)
孔板下游侧(出口)
渐缩管在1.5D到3D的长度内由2D变为D
渐扩管在D到2D的长度内由0.5D变为D
全孔球阀或闸阀全开
对称突缩管
温度计套管或插口直径小于0.03D
前面全部阻流件类型和密度计套管
 
A
B
A
B
A
B
A
B
A
B
A
B
0.20
5
5
16
8
12
6
30
15
5
3
4
2
0.40
5
5
16
8
12
6
30
15
5
3
6
3
0.50
6
5
18
9
12
6
30
15
5
3
6
3
0.60
9
5
22
11
14
7
30
15
5
3
7
3.5
0.67
12
6
27
14
18
9
30
15
5
3
7
3.5
0.75
22
11
38
19
24
12
30
15
5
3
8
4

  ①S-两个弯头分隔的间距,从上游弯头曲面部分的下游端到下游弯头曲面部分的上游端的间距。
  ②恶劣的安装条件,可能的话,采用流动调整器。
  ③对于其他阻流件,温度计套管的安装不会变更其上游的最短直管段长度。
  ④当A栏和B栏分别增加到20D和10D时,则可安装温度计套管的直径为0.03D到0.13D。
  ⑤此处无数据,用β=0.4的长度足够了。
注:1.对于β<0.2可以取β=0.2同样的长度。
  2.最小直管段长度是指孔板的上下游阻流件与孔板之间的长度,该长度是从最靠近的弯头或三通的曲面部分下游末端或渐缩管和渐扩管的锥管部分下游末端测量起。
  3.本表中大多数弯头其曲率半径等于1.5D,但亦可用于任意曲率半径的弯头。
  4.各种阻流件中A栏的长度是指"零附加不确定度"的。
  5.各种阻流件中B栏的长度是指"0.5%附加不确定度"的。
表4.6喷嘴和文丘里喷嘴所要求的直管段长度(无流动调整器)(数值以管径D倍数表示)

直径比β
喷嘴和文丘里喷嘴上游侧(入口)
下游侧(出口)
单个90o弯头或三通(流体仅从一个支管流出) 在同一平面上的两个或多个90o弯头 在不同平面上的两个或多个90o弯头 渐缩管在1.5D到3D长度由2D变为D 渐扩管在D到2D长度内由0.5D变为D 球阀全开 全孔球阀或闸阀全开 对称骤缩管 温度计套管或插孔直径小于0.03D 温度计套管或插孔直径在0.03D和0.13D之间 前面阻流件(后3个除外)
 
 
A
B
A
B
A
B
A
B
A
B
A B A B A B A B A B A B
0.20
10
6
14
7
34
17
5
 
16
8
18
9
12
6
30
15
5
3
20
10
4
2
0.25
10
6
14
7
34
17
5
 
16
8
18
9
12
6
30
15
5
3
20
10
4
2
0.30
10
6
16
8
34
17
5
 
16
8
18
9
12
6
30
15
5
3
20
10
5
2.5
0.35
12
6
16
8
36
18
5
 
16
8
18
9
12
6
30
15
5
3
20
10
5
2.5
0.40
14
7
18
9
36
18
5
 
16
8
20
10
12
6
30
15
5
3
20
10
6
3
0.45
14
7
18
9
38
19
5
 
17
9
20
10
12
6
30
15
5
3
20
10
6
3
0.50
14
7
20
10
40
20
6
5
18
9
22
11
12
6
30
15
5
3
20
10
6
3
0.55
16
8
22
11
44
22
8
5
20
10
24
12
14
7
30
15
5
3
20
10
6
3
0.60
18
9
26
13
48
24
9
5
22
11
26
13
14
7
30
15
5
3
20
10
7
3.5
0.65
22
11
32
16
54
27
11
6
25
13
28
14
16
8
30
15
5
3
20
10
7
3.5
0.70
28
14
36
18
62
31
14
7
30
15
32
16
20
10
30
15
5
3
20
10
7
3.5
0.75
36
18
42
21
70
35
22
11
38
19
36
18
24
12
30
15
5
3
20
10
8
4
0.80
46
23
50
25
80
40
30
15
54
27
44
22
30
15
30
15
5
3
20
10
8
4

  ①温度计套管或插孔的配置不变更其他阻流件需要的上游最短直管段长度。
注:1.最短直管段长度是节流件上游或下游的各种阻流件与节流件之间的数值,全部直管段长度从节流  件的上游端面测量起。
  2.A栏为"零附加不确定长度"的长度值。
  3.B栏为"0.5%附加不确定度"的长度值。
  4.有些节流件不是全部β值都允许采用的。
表4.7 经典文丘里管所要求的直管段长度(无流动调整器)(数值以管径D倍数表示)

直径比β
单个90o弯头
在同一平面上或不同平面上的两个或多个90o弯头
渐缩管在2.3D长度内由1.33D变为D
渐扩管在2.5D长度内由0.67D变为D 全孔球阀或闸阀全开
 
A
B
A
B
A
B
A
B
A
B
0.30
8
3
8
3
4
4
4
4
2.5
2.5
0.40
8
3
8
3
4
4
4
4
2.5
2.5
0.50
9
3
10
3
4
4
5
4
3.5
2.5
0.60
10
3
10
3
4
4
6
4
4.5
2.5
0.70
14
3
19
3
4
4
7
5
5.5
3.5
0.75
16
8
22
8
4
4
7
6
5.5
3.5

  ① 弯头的曲率半径大于或等于管径。
注:⒈最小直管段长度是指经典文丘里管上游各种阻流件与经典文丘里管之间的长度,直管段长度是从最靠近(或仅有)的弯头的曲面部分下游末端或渐缩管和渐扩管的追面部分下游末端测量起,它直至经典文丘里管上游取压口的平面处。
  ⒉各阻流件A栏为"零附加不确定度"的长度值。
  ⒊各阻流件B栏为"0.5%附加不确定度"的长度值。
  ⒋若温度计套管或插孔安装于经典文丘里管的上游,必须不大于0.13D并设置在文丘里管上游取压口的上游至少4D处。
  ⒌各种阻流件或其他干扰件(如表中所示)或密度计套管应设置于喉部取压口平面下游至少4倍喉径处,并不应影响测量的准确度。
  (2)节流件的安装
  节流件安装的垂直度、同轴度及与测量管之间的连接都有严格的规定。
  1)垂直度 节流件应垂直于管道轴线,其偏差允许在±1o之间。
  2) 同轴度 节流件应与管道或夹持环(采用时)同轴。节流件的轴线与上下游侧测量管轴线之间的距离(或称偏心率)ec与取压管轴线的平行分量ecl及垂直分量ecn应满足下式,此时流出系数C无附加不确定度
             ecl≤0.0025D/(0.1+2.3β4) (4.3)
和            ecn≤0.005D/(0.1+2.3β4) (4.4)
  如果ecl在式(4.5)范围内,则流出系数C的不确定度应算术相加±0.3%的附加不确定度
        0.0025D/(0.1+2.3β4)≤ecl≤0.005D/(0.1+2.3β4) (4.5)
  如果ec1和ecn在式(4.6)范围,则认为不符合标准文件(ISO 5167)的要求
        ecl或ecn>0.005D/(0.1+2.3β4) (4.6)
  由式可见,在中小口径及大β值时,安装偏心率的要求是很严格的,ec的实际检验很困难,应由各连接件的配合公差来保证。
  3)节流件前后测量管的安装 离节流件2D以外,节流件与第一个上游阻流件之间的测量管,可由一段或多段不同截面的管子组成,其允许的台阶及附加不确定度如图4.23所示。在离节流件上游侧端面至少2D长度的下游测量管上,下游管道内径与上游测量管的内径平均值之差,应不超过内径平均值的±3%。若hs≤±0.3%D,则对流出系数可用参比条件下的精度。若hs≥±0.3%D,并且hs/D≤0.002×(Ls/D+0.4)/(0.1+2.3β4)和hs/D≤0.05式中β=d/D hs=D1-D 则对流出系数的精度应附加±0.2%的不确定度。


图4.23 管道台阶检验

  (3)差压信号管路的安装
  差压信号管路是指节流装置与差压变送器(或差压计)的导压管路。它是DPF的薄弱环节,据统计DPF的故障中引压管路最多,如堵塞、腐蚀、泄漏、冻结、假信号等等,约占全部故障率的70%,因此对差压信号管路的配置和安装应弓[起高度重视。
  1)取压口 取压口一般设置在法兰、环室或夹持环上,当测量管道为水平或倾斜时取压口的安装方向如图4.24所示。它可以防止测液体时气体进入导压管或测气体时液滴或污物进入导压管。当测量管道为垂直时,取压口的位置在取压位置的平面上,方向可任意选择。不同温度条件下取压接头的安装方法如图4.25所示。


图4.24 取压口位置安装示意


图4.25 在管道上安装取压接头的方法
注:取压空边缘应整齐,为直角或稍加倒圆,无毛刺、卷刃及其他缺陷
(a)温度在426oC(800oF)以下;(b)温度在426oC(800oF)以上,而且与二次元件之间距离较大;(c)当要求满角焊时可选此方案;(d)温度在204oC(400oF)以下
 

  2)导压管 导压管的材质应按被测介质的性质和参数确定,其内径不小于6mm,长度最好在16mm以内,各种被测介质在不同长度时导压管内径的建议值如表4.8所示。导压管应垂直或倾斜敷设,起倾斜度不小于1:12,粘度高的流体,其倾斜度应更增大。当导压管长度超过30m时,导压管应分段倾斜,并在最高点与最低点装设集气器(或排气阀)和沉淀器(或排污阀)。正负导压管应计量靠近敷设,防止两管子温度不同使信号失真,严寒地区导压管应加防冻保护,用电或蒸汽加热保温,要防止过热,导压管中流体汽化会产生假差压应予注意。
               表4.8 导压管的内径和长度        mm

导压管长度/mm
<16000
16000~45000
45000~90000
导压管直径/mm
被测流体
水、水蒸气、干气体
7~9
10
13
湿气体
13
13
13
低、中粘度的油品
13
19
25
脏液体或气体
25
25
38


3)差压信号管路的安装 根据被测介质和节流装置与差压变送器(或差压计)的相对位置,差压信号管路有以下几种安装方式。
  被测流体为清洁液体时,信号管路的安装方式如图4.26所示。


图4.26 被测流体为清洁液体是,信号管路安装示意
(a)仪表在管道下方;(b)仪表在管道上方;(c)垂直管道,被测流体为高温液体

  被测流体为清洁干气体时,信号管路的安装凡是如图4.27所示。


图4.27 被测流体为清洁干气体时,信号管路安装示意
(a)仪表在管道下方;(b)仪表在管道上方;(c)垂直管道,仪表在取压口上方;(d)垂直管道,仪表在取压口下方

  被测流体为水蒸气时,信号管路的安装方式如图4.28所示。


图4.28 被测流体为水蒸气时,信号管路安装示意
(a)仪表在管道下方;(b)仪表在管道上方;(c)垂直管道,仪表在取压口下方;(d)仪表在管道下方,同(a)图,仅冷凝器安装方式不同,可任意选用

  被测流体为清洁湿气体时,信号管路的安装方式如图4.29所示。


图4.29 被测流体为湿气体时,信号管路安装示意(a),(b)


图4.29 被测流体为湿气体时,信号管路安装示意(c)-(f)

2 使用注意事项
  一台DPF能否可靠地运行,达到设计精确度的要求,正确使用是很重要的。尽管流量计的设计、制造及安装等皆符合标准规定的要求,如果不注意使用问题,也可能前功尽弃,使用完全失败。以下列举若干应注意的问题。
  DPF标准规定的工作条件是所谓参考工作条件(见本书第20章),这些条件在实验室里可以满足,但是在现场要完全满足比较困难,可以说,偏离标准规定要求是难免的,这时重要的是要估计偏离的程度,如果能进行适当的补偿(修正)是最好的,否则要加大估计的测量误差。
  DPF检测件节流装置安装于现场严酷的工作场所,在长期运行后,无论管道或节流装置都会发生一些变化,如堵塞、结垢、磨损、腐蚀等等。检测件是依靠结构形状及尺寸保持信号的准确度,因此任何几何形状及尺寸的变化都会带来附加误差。麻烦的是,测量误差的变化并不能从信号中觉察到,因此定期检查检测件是必要的。可以根据测量介质的情况确定检查的周期,周期的长短无法作统一规定,使用者应该根据自己的具体情况确定,有的可能要摸索一段使用时间才能掌握。
  在节流装置设计计算任务书中要求用户详细填写使用条件,这些条件在仪表投用后发生变化是难免的,因为设计者很难估计工艺过程的一些变量;例如压力和温度的波动。有些工艺过程刚投用与运行一段时间发生变化是正常的。另外,经常有生产产量逐渐提高的事情。以上这些都会使被测介质的物性参数发生变化。这时使用者要及时检查工艺参数,对仪表进行修正或采取一些措施,如更换节流件,调整差压变送器量程等等。

偏离标准规定条件会带来测量的附加误差,应着重检查以下问题。
  (1)结构的偏离
  a.孔板入口直角锐利度;
  b.节流件厚度;
  c.节流件上游端面平面度;
  d.取压位置;
  e.取压口加工不规范或堵塞;
  f.管径尺寸与计算值不符;
  g.节流件附近产生台阶和错位;
  h.环室尺寸不符,产生台阶或偏心;
  i.焊接的焊缝突出;
  j.节流件偏心(不同轴度大)。
  (2)管线布置的偏离
  a.阻流件靠近节流装置。阻流件类型很复杂,有单一阻流体,亦有组合式阻流件,标准仅给出几种单一的,对于组合式阻流件还缺少试验资料;
  b.流动调整器的应用,使进入节流件的流动为充分发展管流,但并非随意使用都能达到目的,如使用不当,反会带来流场偏移、堵塞、高压力损失等副作用。
  (3)使用偏离
  a.孔板弯曲(变形);
  b.节流件上游端面沉积脏物;
  c.节流件上游测量管沉积脏物;
  d.孔板入口直角边缘变钝,破损;
  e.文丘里管内表面粗糙度变化。
  (4)管壁粗糙度的影响
  a.管壁粗糙度增加,使流速分布曲线变陡,增大流出系数;
  b.管壁粗糙度是一个难以掌握的因素,它与流体性质、管壁腐蚀、积垢等有关,随时间而变化。
  表4.9列举若干偏离标准规定要求的影响。
              表4.9 偏离标准规定要求的影响

原 因
节流装置名称
β
附加误差值或影响
1 制造中的问题
1.1 孔板圆筒喉部太厚
标准孔板
0.2
偏离正确厚度2倍 误差-1%
1.2 孔板厚度太厚
角接取压标准孔板
<0.7
偏离正确厚度2倍 误差<+1%
1.3 偏离取压口位置
 
 
角接取压标准孔板
<0.67
偏离角接取压口位置0.05D,误差-0.1%
偏离角接取压口位置0.5D,误差-1.2%
喷嘴
<0.6
偏离角接取压口位置0.05D,误差-0.5%
偏离角接取压口位置0.5D,误差-2.6%
径距取压标准孔板
0.7
下游取压口偏离下游0.1D,误差-1%
下游取压口偏离上游0.1D,误差+1%
1.4 取压孔尺寸过大
法兰取压标准孔板
 
正误差
1.5 取压孔口有毛刺
所有节流装置
 
误差从-30%~+30%
1.6 支座环直径太小
角接取压标准孔板喷嘴
0.7
0.75
有10%不一致,误差从-2%~+5%
有10%不一致,误差从-6%~+1%
1.7 支座与法兰间的垫片内孔过小
标准孔板和喷嘴
 
误差从-60%~+60%
1.8 装置位置不同心
标准孔板和喷嘴
0.8
偏心率0.015D,误差-1%~+1% 最大<5%
1.9 进口圆锥角收敛不正确
文丘里管
 
用12o角代替15o角,误差+2%
1.10 进口扩散角不正确
文丘里管
 
若不正确影响压力损失
1.11 圆锥与喉部的半径不正确
文丘里管
 
若不正确,高于+1.5%
1.12 节流件上游面粗糙
标准孔板
0.5
粗糙增加是负误差
用水试验ReD=20000
d/粗糙度=80 误差-3%
用水试验ReD=20000
d/粗糙度=620 误差-2%
1.13 粗糙度超过规定
文丘里管
 
正误差
2.使用中的问题
2.1 孔板变形
标准孔板
 
不可预见
2.2 节流件上游有外来沉积物
标准孔板
 
负误差,对较高β值,误差增加得多
2.3 节流件孔径有外来物
标准孔板
 
正误差,对较高β值,误差增加得多
2.4 脉动流
所有节流装置
 
通常正误差,误差很大
2.5 过低管道雷诺数
 
 
 
法兰取压标准孔板
0.3
当ReD=1000,误差-7.5%
ReD=250,误差-17%
0.6
当ReD=1000,误差-19%
ReD=250,误差-26%
 
角接或径距取压标准孔板
0.3
当ReD=1000,误差-2.5%
ReD=100, 误差-14%
0.6
当ReD=1000,误差-20%
ReD=200,误差-25%
3.阻流件后上游直管段太短
3.1 单个90o弯头
所有节流装置
 
误差随取压口面和直管段长度而变
3.2 同一平面的两个90o弯头
角接取压标准孔板
0.55
0.75
直管段长度>4D,误差<+0.5%
直管段长度>4D,误差<+3%
3.3 不同平面的三个90o弯头
角接取压标准孔板
0.75
直管段长度>4D,误差<-5%
3.4 全开球阀
 
角接取压标准孔板
0.55
0.75
直管段长度>4D,误差<+1.5%
直管段长度>8D,误差<+5%
法兰取压和径距取压标准孔板
<0.75
直管段长度>6D,误差<+2%
3.5 渐扩管(在1.8D长度内,由0.5D变到D)
角接取压标准孔板
0.4
0.7
无直管段长度,误差-10%
无直管段长度,误差-50%
3.6 渐缩管(在1D长度内,由1.25D变到D)
角接取压标准孔板
0.4
0.7
无直管段长度,误差-0.5%~+0.5%
无直管段长度,误差+2%
3.7 温度计套管
标准孔板
 
套管直径>0.04D和直管段长度<15D,误差<+2%
4.阻流件后下游直管段太短
4.1 单个90o弯头
角接取压标准孔板
 
随取压口面而变
4.2 同一平面两个90o弯头
角接取压标准孔板
0.55
0.75
直管段长度>1D,误差<-2%
直管段长度>1D,误差<-3%
4.3 不同平面的三个90o弯头
角接取压标准孔板
0.55
0.75
直管段长度>1D,误差<-2%
直管段长度>1D,误差<-2.5%
4.4 全开球阀
角接取压标准孔板
0.55
0.75
直管段长度>1D,误差<-0.5%
直管段长度>1D,误差<-1%
4.5 节流装置与渐缩管(在1D长度内,由1D变到0.5D)之间无下游直管段长度
角接取压标准孔板
<0.4
误差+1%


 

(责任编辑:admin)
分享到:
------分隔线----------------------------
热门商品