摘要(yao)：分析(xi)了差(cha)壓式流(liu)量計 在煤氣計(ji)量中在(zai)符合(he)國家标準規定(ding)狀态(tai)下計(ji)量時(shi)的相(xiang)對誤差及(ji)計(ji)算公式(shi)，以及在不(bu)符合(he)國家标準狀态(tai)下計量(liang)時産生(sheng)誤差(cha)的(de)原因。
1前(qian)言
　　差(cha)壓式流量計使用曆史悠(you)久，由于它(ta)具有原理(li)簡明，設備(bei)簡單,應用(yong)技術比較(jiao)成熟，容易(yi)掌握等優(you)點被廣泛應(ying)用于工(gong)業生産(chan)中(zhong)。在煤(mei)氣的計量中也(ye)常常使用(yong)差壓式流(liu)量計。但差(cha)壓式(shi)流(liu)量計在(zai)現場(chang)實(shi)際應用(yong)時,它的測(ce)量誤差往往超過2%,有(you)時甚至達(da)到10~20%。特(te)别是在(zai)采用差(cha)壓式(shi)流(liu)量(liang)計作(zuo)爲工(gong)藝(yi)生産過(guo)程中(zhong)物料(水.蒸(zheng)汽、煤(mei)氣以及各(ge)種原料(liao)、半(ban)成品(pin)、成品(pin)等液(ye)體和(he)氣體)的計(ji)量,進(jin)行經(jing)濟核算時(shi)，這一矛盾(dun)更顯突出(chu)。
2差(cha)壓式流(liu)量計工(gong)作(zuo)原理(li)及實(shi)用流量公(gong)式
　　在管道中流(liu)動的(de)流(liu)體(ti)，具有(you)動能和位(wei)能，并(bing)在-定的條件下(xia)兩種(zhong)形勢的能(neng)量可(ke)以互相轉(zhuan)換，但(dan)參(can)加(jia)轉換(huan)的能(neng)量總和是(shi)不變的。在(zai)管道中安裝-一個直(zhi)徑比(bi)管(guan)徑(jing)爲小(xiao)的節流件時，流(liu)體在管道(dao)中的(de)流動,.由(you)于(yu)流通(tong)截面突(tu)然(ran)縮小(xiao)，流束(shu)必(bi)然要産(chan)生局部收縮,流速加(jia)快(kuai)。根(gen)據能(neng)量守恒定(ding)律,動(dong)壓能(neng)和(he)靜壓能(neng)在一(yi)定條(tiao)件下(xia)可以互(hu)相(xiang)轉換(huan)，流速加快(kuai)的結(jie)果必(bi)然要導緻(zhi)靜壓(ya)能的降低(di)，因而在節流件(jian)的上(shang)、下遊之間(jian)産生(sheng)了靜壓差(cha)。這個靜壓(ya)差的(de)大小(xiao)和(he)流過流(liu)體的(de)流量有關(guan),所以(yi),可(ke)通過此(ci)靜壓差來(lai)求流量。
 
式中(zhong):Q一(yi)工作(zuo)狀态下的(de)體積(ji)流量,m³/h
α一流量系(xi)數;
ε一流束膨脹(zhang)系數;
d一工作狀(zhuang)态下(xia)的節(jie)流件(jian)開孔直徑，mm,
△P一差(cha)壓力(li)kgf/m2
ρ1一(yi)工(gong)作狀态下(xia),被(bei)測流體(ti)的密度,kgf/m3
3在标準(zhun)規定(ding)狀态下計(ji)時相對标(biao)準誤(wu)差分析(xi)及計算(suan)公式
　　由上(shang)式可見标準節流裝(zhuang)置測量(liang)是(shi)通過間接(jie)方式實現(xian)的，即通(tong)過差壓(ya)儀表(biao)測量出差(cha)壓，再(zai)根據流量(liang)公式(shi)計算出流(liu)量值。這樣(yang)流量(liang)測量(liang)誤差(cha)不僅(jin)受差壓(ya)儀(yi)表精(jing)度的(de)影(ying)響，并且(qie)還受到公(gong)式中(zhong)各量的影響。如(ru)果在煤(mei)氣的計(ji)量中(zhong)對(dui)标準節(jie)流裝置(zhi)的(de)設計(ji)、制造(zao)、安裝和使(shi)用完全按(an)國家标準(zhun)的規(gui)定進(jin)行，其相對(dui)标準(zhun)誤差(cha)用(yong)下式計(ji)算:
　　式中:σm一質量(liang)流量測量的标(biao)準誤差(cha);
 
σa一(yi)糙管流量(liang)系數的标(biao)準誤(wu)差(cha);
σe一(yi)流束(shu)膨脹系數的标(biao)準誤(wu)差;
σ△p一差壓(ya)測量(liang)的(de)标準誤(wu)差;
σp1一被測(ce)流體密度的标準誤(wu)差;
σD一管道(dao)内徑(jing)的标(biao)準誤差;
σd一(yi)節流件開(kai)孔直徑的标準誤差(cha)。
3.1流量系數(shu)的基(ji)本相(xiang)對誤(wu)差
　　流(liu)量系數α是(shi)一個(ge)影響(xiang)因素複雜(za)、變化範(fan)圍(wei)較大的重要系數，當(dang)管道直(zhi)徑(jing)、節流件的形式(shi)和開(kai)孔直徑(jing)、取(qu)壓位(wei)置已(yi)定,雷諾數(shu)大于某(mou)-數值(界(jie)限累(lei)諾(nuo)數(shu))時,α值(zhi)可認爲(wei)是一常(chang)數,也(ye)隻(zhi)有(you)在測(ce)量過程:中α保持(chi)爲常(chang)數才(cai)能保(bao)證測量的(de)精度(du),這也(ye)是差壓式(shi)流量計能(neng)否達到正(zheng)确測量的(de)前提。由于(yu)流量(liang)系數(shu)是(shi)靠試驗(yan)提供的,是(shi)由很多次測量結果(guo)整理計算(suan)而得(de)到的，因而(er)由于(yu)測量儀表(biao)的誤(wu)差及(ji)由于計算(suan)時各(ge)量的(de)誤差累積(ji)成流量系(xi)數的誤(wu)差(cha)。在不計β、D、Rep和d值的測量(liang)誤差時,各(ge)标準(zhun)節流(liu)裝置的α0和(he)α的基(ji)本(ben)相(xiang)對誤(wu)差分(fen)别按下列(lie)公式計(ji)算(suan)。
3.1.1角接取壓(ya)标(biao)準孔闆(pan)在節流件上遊(you)側的(de)管道沒有(you)管徑突(tu)變，節流件的安裝經檢(jian)驗其(qi)偏心(xin)率≤1/10x0.015D(1/β-1),環(huan)室(或(huo)夾緊環)的(de)開孔(kong)直徑與管道内(nei)徑相等，在(zai)此條件(jian)下，角接(jie)取壓(ya)孔闆.的光(guang)管流量系(xi)數α0的(de)基本(ben)相對誤差(cha)爲:
 
3.2流束(shu)膨(peng)脹系(xi)數ε的(de)基(ji)本(ben)相對(dui)誤差σε/ε.
　　流束(shu)膨脹(zhang)系數，對(dui)于标準(zhun)噴嘴是(shi)通過公(gong)式計(ji)算出來的(de)，對于标(biao)準孔闆(pan)是靠試驗(yan)結果(guo)整理出(chu)來(lai)的，.因(yin)而是(shi)存在誤差(cha)的。設β、△P/P1和k爲(wei)已知(zhi),且不計其誤差(cha)時,ε的基本(ben)相對誤差(cha)規(gui)定(ding)如下(xia):
3.2.1角接(jie)取壓孔闆
3.2.2法蘭取壓(ya)标準(zhun)孔闆
 
σε/ε=±(△P/P1)%
3.3管道(dao)内徑(jing)的基(ji)本相(xiang)對誤(wu)差σD/D
　　若(ruo)D20爲實(shi)測值時，可(ke)令σD/D=±0.1%作爲估(gu)計值(zhi);
　　若D20爲管徑(jing)的公稱(cheng)直徑,可(ke)令σD/D=±0.5~1.0%。
3.4節流開(kai)孔直徑的(de)基本(ben)相對(dui)誤差(cha)σs/d
　　d20必須(xu)實測,可令(ling)σd/d≈±0.05%。
3.5差壓測量(liang)的基本(ben)相(xiang)對誤(wu)差σap/AP
　　這(zhe)裏僅(jin)考慮(lü)差壓(ya)顯(xian)示(shi)儀表(biao)誤差σ△p/△P的(de)估計方(fang)法。
σ△p/△P=1/3ζ△P/△P1
　　式中ζ爲(wei)差壓儀表(biao)的精度等(deng)級，△P1爲(wei)預定的差壓測(ce)值(zhi)。在(zai)節流(liu)設計(ji)中,取(qu)△Pano
3.6煤氣(qi)密度(du)的基本相(xiang)對誤差σp1/ρ1
4在(zai)非标準規(gui)定(ding)狀态下(xia)計量時造成測量誤差的原因(yin)
 
　　差壓式流(liu)量計在煤(mei)氣計量的(de)實際應用中，安裝和(he)使(shi)用條件(jian)等往往不(bu)符合标準(zhun)規定(ding)，在隻(zhi)要求流量相對值的(de)場合(he)下，對(dui)流量的指(zhi)示值和實(shi)際值之間(jian)的偏(pian)差往往不(bu)被注(zhu)意(yi)，但事實(shi)，上确(que)是客(ke)觀存在的(de)。下面(mian)分析(xi)造成測量誤差(cha)的原(yuan)因(yin)。
4.1煤(mei)氣的(de)工作狀态(tai)的變動
　　焦(jiao)爐煤(mei)氣流(liu)體狀(zhuang)态受生産(chan)狀況的制(zhi)約,變(bian)化較頻(pin)繁(fan),煤氣(qi)的瞬時(shi)流量是(shi)流體工(gong)況(kuang)的函(han)數。而(er)工況參數(shu)是瞬變的，以瞬(shun)時參(can)數計算并(bing)累計流量才是符合流量計量(liang)的科學方(fang)法。要(yao)很好地(di)解決繁(fan)瑣而(er)複雜的溫(wen)度..壓力、差壓、孔(kong)闆、管道等(deng)補償(chang)的問題,才能保(bao)證流(liu)量(liang)測(ce)量的(de)準确(que)率(lü)。否(fou)則，就(jiu)會造成計(ji)量誤(wu)差。
4.2壓力損失
　　煤(mei)氣流束通(tong)過節(jie)流件時，-部(bu)分能(neng)量用(yong)來克(ke)服摩擦阻(zu)力和消耗(hao)在節(jie)流件(jian)後形(xing)成的(de)旋渦上。因(yin)而，通(tong)過節(jie)流件後流體(ti)的(de)靜壓(ya)力并不(bu)能(neng)完全(quan)恢複(fu)，而有一些(xie)損失。
4.3密度的變(bian)化
　　煤氣(qi)的密度(du)，對于(yu)流(liu)量(liang)測量(liang)精度的影(ying)響，與(yu)差壓處于同等地位(wei),因(yin)此(ci)必須(xu)對它進行正确的計(ji)算。煤(mei)氣是(shi)一種混合(he)氣體含CO、CO2、H2、CH4、N2、O2、NH3、HCN等(deng)成分。工作(zuo)狀态下,煤(mei)氣的密度(du)服(fu)從疊加(jia)規律,可按(an)下式計算:
ρ煤氣=X1ρ1+X2ρ2+....100
ρ煤氣(qi)-煤氣(qi)的(de)密(mi)度,kg/m³
ρ1、ρ2~ρn煤(mei)氣各(ge)組(zu)分的密(mi)度,kg/m³
X1、X2--Xn混合氣(qi)體各組分(fen)的體積百(bai)分數(shu),%
4.3.1煤氣(qi)組份(fen)對密度的(de)影響(xiang)
　　不同的煤資源和工(gong)藝操作都(dou)會對(dui)煤氣(qi)的組(zu)成造成影(ying)響，如(ru)不能正确(que)的測(ce)算出煤(mei)氣的成(cheng)分,煤氣的(de)密度(du)就會(hui)産(chan)生變化(hua)。
4.3.2濕度對密度的(de)影響(xiang)
　　焦(jiao)爐煤氣(qi)是濕煤(mei)氣，輸送(song)煤氣的(de)管(guan)道沒(mei)有保(bao)溫措(cuo)施，介(jie)質受環(huan)境(jing)的影(ying)響是明顯(xian)的，随(sui)季節(jie)和環(huan)境溫(wen)度的不(bu)同(tong)，介質(zhi)溫度(du)也會産生(sheng)相應(ying)的變(bian)化，在不同(tong)溫度下介(jie)質的飽和水汽(qi)含量(liang)是不(bu)同的(de)，直接影響(xiang)了煤(mei)氣的(de)密度。
4.4節流(liu)裝置安(an)裝(zhuang)不正确引(yin)起的誤差(cha)
　　孔闆的尖銳一(yi)側應迎着流向(xiang)，爲人口端(duan)，而其呈喇(la)叭形(xing)一側(ce)爲出(chu)口端(duan)，即孔(kong)闆不能裝(zhuang)反。除(chu)此之外，由(you)于安(an)裝不(bu)正确引起(qi)的測量誤(wu)差，往往是(shi)由于孔闆(pan)開孔中(zhong)心和管道中(zhong)心(xin)線不同(tong)心造成。因(yin)此，在(zai)結構(gou)設計、加工(gong)制造和安(an)裝中,必須(xu)十分注意(yi)。管道實際内徑(jing)和計(ji)算時所用(yong)的管(guan)道内(nei)徑之間的(de)差(cha)别，以及(ji)墊片等(deng)凸出物(wu)的出現(xian)、引(yin)壓管(guan)路上的毛病等(deng)，也是(shi)引(yin)起(qi)測量(liang)誤差的原因。
4.5節(jie)流裝(zhuang)置内表面(mian)的結垢和(he)流通(tong)截面(mian)積的變化(hua)
　　焦爐煤(mei)氣(qi)由于(yu)含焦油(you)、水、工業(ye)奈等雜質(zhi),這些(xie)雜質(zhi)極易(yi)在其(qi)中凝結(jie)在(zai)孔闆(pan)等表(biao)面可能會(hui)沾結上(shang)一(yi)層污(wu)垢，或者由(you)于在(zai)孔闆前(qian)後(hou)角落(luo)處日久而沉積(ji)有沉澱物(wu),都會造成流量測量(liang)的誤(wu)差(cha)。
4.6節(jie)流裝(zhuang)置使(shi)用日久，節(jie)流裝置的(de)幾何(he)形狀(zhuang)和尺寸由(you)于化(hua)學(xue)腐(fu)蝕等(deng)原因(yin)會(hui)發生變(bian)化。對(dui)于(yu)使(shi)用廣(guang)泛的孔(kong)闆(pan)來講(jiang)，它的人口(kou)邊緣(yuan)的尖(jian)銳度會受(shou)到沖(chong)擊、磨(mo)損和(he)腐蝕而(er)變鈍。這(zhe)樣,在相(xiang)等數量(liang)的流(liu)體經過時(shi)所産生的(de)壓差(cha)△P将變小，從(cong)而引(yin)起儀表指示值(zhi)偏低。故應注意(yi)檢查、維修,必要(yao)時應(ying)換用新的(de)孔闆。
4.7能(neng)夠測量(liang)差壓的儀表很(hen)多，爲保證(zheng)測量的順利進行和(he)流量(liang)測量(liang)的精(jing)度，對(dui)差壓計要(yao)進行選擇(ze),差壓計的(de)測(ce)量範圍(wei)必須是(shi)包(bao)括流(liu)量的(de)整個(ge)測量(liang)範圍(wei)(流(liu)量(liang)的最(zui)大值和最小值(zhi)),并留有餘(yu)地。由(you)于流量值(zhi)是與(yu)節流件兩(liang)側的(de)差壓(ya)值的平方(fang)根成(cheng)比例，差壓計量(liang)程選(xuan)擇的(de)好壞也會(hui)影響(xiang)測量(liang)的精度。
5結(jie)束語(yu)
　　要保(bao)證計(ji)量的(de)正确率必(bi)須引起(qi)注(zhu)意的是:不(bu)僅(jin)需要合(he)理的選型(xing)、正确(que)的計(ji)算(suan)，更要注(zhu)意正确的安裝(zhuang)、維護(hu)和(he)符合使(shi)用條(tiao)件(jian)等(deng)，才能(neng)保證差(cha)壓式流(liu)量計有足(zu)夠的(de)實際測量精度(du)。

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