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存在問題
四川夾江某造紙廠共有8臺(tái)蒸煮鍋,每臺(tái)蒸煮鍋配1臺(tái)蒸汽流量計(jì)。8臺(tái)分表對(duì)應(yīng)1臺(tái)表。9臺(tái)表均為標(biāo)準(zhǔn)孔板流量計(jì)。
開多臺(tái)蒸煮鍋時(shí),各分表指示正常,總表也正常;只開1臺(tái)蒸煮鍋時(shí),分表正常,總表不走。
分析與診斷
(1)原因分析
從提問者所提供的信息分析,各臺(tái)表基本正常。只是僅開1臺(tái)蒸煮鍋時(shí),嫌總表范圍度不夠。
例如開8臺(tái)蒸煮鍋時(shí)總表指示70% FS,僅開1臺(tái)蒸煮鍋時(shí),流量就只有8.75%FS,這時(shí)的差壓值只有滿量程差壓的0.77%,如此小的差壓信號(hào)只要安裝環(huán)節(jié)稍有疏忽,就會(huì)因差壓信號(hào)傳遞失真而無法測(cè)量。另外,差壓值如此小,僅用1臺(tái)高量程差壓變送器測(cè)量誤差也太大,因?yàn)樵谶@一點(diǎn),誤差被放大了130倍。
改進(jìn)的方法是將總表改成雙量程流量計(jì),并對(duì)儀表的安裝調(diào)試進(jìn)行全面檢查對(duì)不符合規(guī)程的部分進(jìn)行整改。
(2)分表為什么能工作正常
蒸煮鍋是造紙廠zui大的耗汽設(shè)備,1臺(tái)蒸煮鍋投入運(yùn)行后,其流量就很穩(wěn)定,對(duì)應(yīng)的分表也可運(yùn)行在比較理想的流量段,所以不管蒸煮鍋是開多臺(tái)還是1臺(tái),分表都能工作得很正常。
討論
(1)雙里程差壓流量計(jì)的工作原理
現(xiàn)在差壓式流量計(jì)中所配用的差壓變送器,大多已達(dá)到0.065級(jí)。不少人以為0.065級(jí)差壓變送器就能獲得±0.065%的差壓測(cè)量不確定度,測(cè)量度足夠了。
其實(shí)不然,因?yàn)椴顗鹤兯推鞯亩鹊燃?jí)是用引用誤差表示的,只有在滿量程附近才能得到±0.065%的不確定度甚至更好些,其余各點(diǎn)都達(dá)不到如此好的不確定度,而且測(cè)量值(MV)越低,不確定度越大。
雙量程節(jié)流式差壓流量計(jì)是差壓式流量計(jì)的一種其一般表達(dá)式如2.2節(jié)式(2.1)所示:
式(2.20)可簡(jiǎn)化為式(2.21):
差壓測(cè)量不確定度對(duì)流量測(cè)量不確定度“圖片3”的影響,可采用偏微分的方法進(jìn)行分析,如式(2.22)所示:
式中:“”—差壓測(cè)量不確定,
差壓測(cè)量的不確定度可用式(2.23)估算:
式中ξ△P—差壓儀表的準(zhǔn)確度等級(jí);
△Pk—差壓變送器上限值(20mA輸出對(duì)應(yīng)的差壓值),Pa;
△Pi—預(yù)計(jì)差壓測(cè)量值,Pa。
例如,一臺(tái)度等級(jí)0.065,測(cè)量范圍為0~100kPa的差壓變送器,ξ△P=0.065%,△Pk=100kPa。
如果差壓信號(hào)再小(△Pi更小,)成反比地增大,從而為量程低端的流量測(cè)量帶來更大的誤差。這時(shí),如果增設(shè)一臺(tái)0~3kPa,度等級(jí)也為0.065的低量程差壓變送器,則在△Pk=3kPa時(shí),=0.043%,從而將差壓測(cè)量不確定度縮小到原來的1/33。從式(2.23)可知,在△Pi<3kPa后,也都縮小到原來1/33,顯然,這一方法是有效的。
例如有一蒸汽流量測(cè)量對(duì)象,zui大流量100t/h,zui小流量3t/h,常用壓力1.1MPa,常用溫度250℃,公稱通徑DN500,高量程差壓變送器選用0.065級(jí)中差壓變送器,測(cè)量范圍O-100kPa,低量程差壓變送器選用0.065級(jí)低差壓變送器,測(cè)量范圍設(shè)定為0~3kPa,這樣,兩臺(tái)變送器在智能二次表的指揮下,協(xié)調(diào)動(dòng)作,自動(dòng)切換,相互配合,保證度的范圍度(量程比)可擴(kuò)大到30倍。
(2)雙量程差壓流量計(jì)的其他配套措施
上面所述的提高流量量程低端的差壓測(cè)量度,只是提高量程低端的流量測(cè)量度、擴(kuò)大范圍度的二年方貳但*一項(xiàng),沒有其他各項(xiàng)措施相配合,量程低端的系統(tǒng)度仍然難以保證。
相配套的措施有下面3條:
①盡量減小差壓信號(hào)的傳遞失真;
②因量程比擴(kuò)大后,量程與低端流量差異大,因而流體雷諾數(shù)差異相應(yīng)增大,進(jìn)而導(dǎo)致對(duì)應(yīng)的流出系數(shù)差異相應(yīng)增大,所以必須進(jìn)行流出系數(shù)非線性補(bǔ)償,詳見2.2節(jié)所述;
③量程比擴(kuò)大后,zui大差壓和zui小差壓的差異相應(yīng)增大,進(jìn)而導(dǎo)致可膨脹性系數(shù)的差異增大,因而必須進(jìn)行可膨脹性系數(shù)非線性校正,詳見2.2節(jié)所述。
(3)雙量程差壓流里計(jì)的結(jié)構(gòu)
一體化的結(jié)構(gòu)并配以承插焊閘閥,較好地解決了差壓信號(hào)的傳遞失真問題。這種節(jié)構(gòu)將差壓變送器設(shè)置在差壓裝置的下方,有兩邊引壓、單邊引壓和落地管設(shè)計(jì),如圖2.22所示。
在結(jié)構(gòu)的處理上,當(dāng)流體為蒸汽時(shí),差壓變送器放在差壓裝置的下方是關(guān)鍵。
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