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差压式流量计零点误差产生原因及修正方法

时间:2024-03-21 08:11:49 点击:150次

差压式流量计在不同的安装方式和引压类型组合下适用于不同流体介质,针对不同情形下产生的误差需要用不同方法进行修正。

1、水平安装时

差压式流量计采用水平安装方式时,根据流体介质特性选择合适的导压方式可合理避免零点误差的出现。尤其在选用毛细管作为导压方式时,因不存在管线液柱压力,所以无需进行修正。而采用管线作为导压管时,两侧导压管处于等高位,稳定运行后两侧管线介质趋于一致而无零点压差存在。水平安装时须在管线完全排空的前提下将变送器进行零点标定,同时在导压管底部设置排放阀门,定期排出导压管线内的积液、杂质等,避免管线堵塞。

2、垂直安装且使用毛细管导压时

差压式流量计采用垂直安装且使用毛细管进行导压时,需要进行零点修正。节流元件两端压力主要作用于H/L两个导压点的导压法兰膜片,毛细管导压特性使得H/L的安装位置与变送器的安装位置均不影响在空管情况下的零点变化。在使用过程中,管线内会充满被测介质,此时H/L两个导压点会受到管线内液柱的压力影响。相对于L导压点来说,H导压点在受管线内部压力外,还承受高度为h的被测介质静压,因此在使用该变送器压差进行流量转换时须将液柱静压切除,具体切除值为:

ΔP=ΔP'-ρgh (2)

式中:ΔP为最终实际压差值;ΔP'为变送器测量差压;ρ为当前被测介质的实际密度;g为重力加速度;h为差压变送器导压点高度差。通过上述公式进行零点修正后,准确切除了零点误差,流量计测量的值真实可靠。

3、垂直安装且选用管线导压时

差压式流量计采用垂直安装且选用管线导压时,管道中的介质会通过导压点进入H/L两端的导压管,此时要求差压变送器安装位置要低于H端或与H端同高,因差压变送器在安装位置介于H和L导压点之间或高于L端位置时会出现两侧导压管内填充的介质形态不一致,从而导致安装后无法使用公式进行有效的零点修正。

以变送器安装位置与H端同高为例,在H端变送器同高且排空总管的情况下,H端不受导压管内部介质的液柱静压影响,在L端则因导压管从高处引至低处,在介质流动过程中导压管内部被流体介质逐渐充满,且相对主管内流动的介质来说,导压管内部的介质是处于相对静置的状态,在多相流情况下进行三相分离,直至管线内介质物理性质趋于稳定。因此在使用管线导压时,差压变送器在排空主管线内介质的情况下,H端压力为0,L端则到受管内液柱的压力影响,产生ρ1gh的液柱静压,因此在空管情况下差压变送器的压力为:

ΔP1=-ρ1gh (3)

式中:ΔP1为空管情况下变送器差压;ρ1为导压管内稳定后密度;g为重力加速度;h为差压变送器H/L导压点的高度差。

在将流体导入主管线时,介质在主管线中自下而上流动,H导压点除受管线内部介质携带的压力外,还承受主管线内高度为h的被测液柱静压。此时,在不考虑L端液柱静压时,实际压差值为测量压差和主管线液柱静压之差,与毛细管的导压方式相同。再将L端的导压管内液柱压力考虑进计算公式,实际压力为:

ΔP=ΔP'-ρgh+ΔP1=ΔP'-ρgh-ρ1gh (4)

式中:ΔP为最终实际压差值;ΔP'为变送器测量压差;ρ为当前被测介质的实际密度;ρ1为导压管内稳定后密度;g为重力加速度;h为差压变送器导压点高度差。由此可以得出,同为垂直安装的流量计在使用不同导压类别时进行的修正方式存在区别。

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