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存在問題
    浙江某熱電公司經(jīng)一臺(tái)DN300孔板流量計(jì)計(jì)量，向一家印染廠供汽，流量測(cè)量范圍0~30t/h，差壓上限40kPa。
    由于金融危機(jī)影響，印染廠經(jīng)常低負(fù)荷運(yùn)行。有一次，用戶將蒸汽總閥關(guān)閉，發(fā)現(xiàn)流量示值仍在0~1t/h之間變化，遂對(duì)蒸汽流量計(jì)的準(zhǔn)確性提出異議，并懷疑從前的計(jì)量數(shù)值都是偏高的。供方儀表工程師檢查差壓裝置及導(dǎo)壓管等輔助設(shè)備，不堵不漏，排污正常。校驗(yàn)差壓變送器和二次表等，也都合格，但重新開表后，流量計(jì)示值仍然無中生有。維修人員只得將小信號(hào)切除點(diǎn)從流量上限的3%增大到4%，對(duì)應(yīng)的流量值為1.2t/h。雖然零點(diǎn)指示穩(wěn)了，卻留下隱患。因?yàn)橛脩羧?/span>以很小的流量用汽，表計(jì)可能嚴(yán)重偏低。
分析問題與診斷
    察看儀表安裝現(xiàn)場，認(rèn)為儀表的安裝是合格的。差壓裝置安裝在約4m標(biāo)高的水平管道上，差壓從水平方向引出，經(jīng)根部閥去冷凝罐，然后保持一定坡度去三閥組和差壓變送器，如下圖所示。

    但發(fā)現(xiàn)一個(gè)重要的問題，即差壓裝置的根部閥從外形來看是針形閥，而且手柄朝上。這應(yīng)當(dāng)是流量計(jì)零點(diǎn)示值不穩(wěn)的一個(gè)重要原因。
    根據(jù)提問者所說的零漂幅值，可按式(2.15)計(jì)算出零漂所對(duì)應(yīng)的差壓值：

(1)數(shù)毫米水柱的差壓信號(hào)是如何生成的
    母管上的總閥關(guān)閉后，管內(nèi)流體停止流動(dòng)，差壓裝置送出的差壓信號(hào)肯定為0，而差壓變送器接收到的差壓有數(shù)毫米水往的擺動(dòng)，其起因源于針形閥。
    ①冷凝罐的作用在圖2.16所示的差壓裝置中，冷凝罐的作用有兩個(gè)。
    其一是使母管中溫度很高的蒸汽，在罐中依靠其較大的換熱面積放出熱量，變成凝結(jié)水，從而將差壓變送器同母管內(nèi)的蒸汽隔離開來，保護(hù)儀表使之不被燙壞。
    其二是利用冷凝罐較大的截面積，使其罐內(nèi)液位保持在較穩(wěn)定的數(shù)值，從而改善流量測(cè)量的動(dòng)態(tài)特性。因?yàn)椴顗鹤兓瘯r(shí)，差壓變送器工作，其膜盒總是有一定的位移，所以，總是要從冷凝罐內(nèi)吸收一定容積的液體或向冷凝罐送出一定容積的液體.其中，向冷凝罐送出液體一般不會(huì)使罐內(nèi)液位有明顯的升高，因?yàn)樗?/span>可以利用其溢流口使液位保持穩(wěn)定，但從冷凝罐吸收液體，必定會(huì)使罐內(nèi)液位降低。
    隨著差壓變送器制造技術(shù)的改進(jìn)，其膜盒面積越來越小，膜盒位移也越來越小，甚至可以忽略不計(jì)，所以這第二個(gè)作用已基本失去意義.但是，*個(gè)作用總是需要的。
    ②汽液交換過程在冷凝罐正常工作時(shí)，其上部總是很燙的，這是由于母管內(nèi)的蒸汽進(jìn)人罐內(nèi)，為其輸送熱量。
    母管與冷凝罐進(jìn)行汽液交換包括兩部分，一是母管內(nèi)的蒸汽經(jīng)根部閥進(jìn)人冷凝罐，二是冷凝罐內(nèi)的液體返回母管。不管是蒸汽流過來還是凝結(jié)水流回去都存在流體流動(dòng)，都需要?jiǎng)恿?。其中蒸汽流過來的動(dòng)力應(yīng)是母管內(nèi)的壓力升高或冷凝罐內(nèi)蒸汽損失熱量，部分凝結(jié)成水而體積縮小，壓力降低。
    蒸汽從母管內(nèi)流過來，先是在動(dòng)力的推動(dòng)下，將針形閥流路內(nèi)的積水吹向冷凝罐，由于針形閥流路的形狀為低進(jìn)高出，所以將積水推向冷凝罐意味著冷凝罐內(nèi)汽相壓力低于母管。而且意味著冷凝罐內(nèi)液位高于溢流口，從而為凝結(jié)水流回母管創(chuàng)造條件。
    凝結(jié)水從冷凝罐流回母管，意味著罐內(nèi)液位高于溢流口。
    上述氣液交換的過程，如果正負(fù)壓管*同步，交換的方向也*一致，差壓裝置取壓口的差壓轉(zhuǎn)換成凝結(jié)水的差壓并不會(huì)產(chǎn)生差壓值的變化，但是有誰能保證這種交換既同步又同向呢?由于這個(gè)原因差壓信號(hào)就產(chǎn)生了雙向的漂移。
(2)根部為閘閥時(shí)不會(huì)產(chǎn)生這種雙向漂移
    圖2.17所示是一臺(tái)DN500的新型差壓式蒸汽流量計(jì)的運(yùn)行數(shù)據(jù)歷史曲線。其流量測(cè)量范圍為0~100t/h，差壓上限為1OOkPa.圖中讀數(shù)線對(duì)應(yīng)時(shí)刻顯示1.00的是蒸汽壓力歷史由線，計(jì)量單位為MPa;顯示183.36的是蒸汽溫度曲線，計(jì)量單位為℃;顯示5.63的是蒸汽密度曲線，計(jì)量單位為kg/m3;顯示0.93的是瞬時(shí)流量曲線，計(jì)量單位為t/h，此時(shí)的理論差壓值為8.65Pa，約0.9mmH20。從曲線寬度分析，差壓值非常穩(wěn)定，這得益于汽液較好的連續(xù)進(jìn)行。即總是有蒸汽從母管經(jīng)閘閥圓形流通截面的上半部緩慢地流向冷凝罐。同時(shí)有凝結(jié)水徑閘閥的圓形流通截面的下半部緩慢地流向母管。蒸汽和凝結(jié)水的流動(dòng)方向相反，但互不干擾，所以差壓信號(hào)不產(chǎn)生傳遞失真。

    (3)針形閥引發(fā)的干擾對(duì)流量測(cè)量的影響
    ①流量較大時(shí)感覺不到干擾的存在。由針形閥引發(fā)的干擾是雙向的。從上面的計(jì)算可知，約為±44Pa，在相對(duì)流量較大，例如70%qmmax時(shí)，由于差壓平均值較大，此干擾只表現(xiàn)很小的噪聲。
    仍以浙江的這臺(tái)表為例，在流量為70%qmmax時(shí)，差壓約為19.6kPa，這時(shí)，±44Pa的差壓波動(dòng)引起的流量噪聲約為示值的±0.11%，所以人們感覺不到它的存在。
    ②流量較小時(shí)，就是一個(gè)很大的威脅。如前所述，在總閥關(guān)閉時(shí)，此干擾帶來的影響就是1t/h的示值。
    ③為什么出現(xiàn)1t/h的示值?針形閥引發(fā)的干擾，其負(fù)向部分，由于差壓變送器對(duì)應(yīng)的輸出<4mA，此信號(hào)經(jīng)開方運(yùn)算，流量信號(hào)即為0。其正向部分，差壓變送器對(duì)應(yīng)的輸出>4mA，所以經(jīng)開平方運(yùn)算，流量信號(hào)即為1t/h。
    ④上面的計(jì)算數(shù)據(jù)是假定差壓信號(hào)除了針形閥引起的傳遞失真之外，沒有其他傳遞失真，而且差壓變送器和二次表都*的情況下得出的，如果考慮其他誤差，分析還要復(fù)雜。盡管如此，上面的分析方法還是正確的。

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