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差壓式孔板流量計示值偏差較大原因分析及處理

作者: 來源: 發布時間:2017-10-09 17:56:31

        摘 要:在生產過程中,由于涉及到天然氣貿易結算與計量,經常會出現天然氣計量不準等問題;若不能及時解決出現的問題,會影響產品的精確計量,不僅會給生產帶來偏差信息,同時也給公司帶來了經濟損失。塔中一聯合站多使用的為羅斯蒙特 3051 變送器,選用標準孔板作為節流裝置配合使用,組成差壓式流量計測量流量。本文針對該型號流量計在塔中較前站合站生產過程經常出現的問題,總結除處理經驗,對以后能夠快速判斷并解決同類問題具有現場實際指導意義。

 
        差壓式孔板流量計優點是適用于比較大的口徑管道的計量,結構相對簡單、安裝比較容易、無可動部件、性能可靠并且耐用,且按標準制造的孔板不需要標定,價格比較便宜。缺點是量程比小、前后直管段要求長、對整套流量計的精度影響因素多且錯綜復雜等。差壓式孔板流量計在石油、天然氣、化工等行業有廣泛應用,塔中較前聯合站使用該類流量計有 40 余臺,在生產過程中流量計示值偏差大問題非常普遍。
 
1 流量偏差產生原因分析
        我廠站采用差壓式孔板流量計對天然氣進行體積流量測量。在計量過程當中經常會出現流量大幅度降低或流量示值頻繁波動等現象。針對該問題技術人員進行了系統分析:三暢差壓式孔板流量計的測量原理是利用被測量介質流經節流件時,會產生局部收縮,從而會在節流件前后端產生靜壓差。
 
        使用過程中,流出系數、可膨脹系數、節流件開孔截面積、直徑比、天然氣密度勻已按設計計算出,只有差壓參數是大小可變化的。在使用中能影響到節流裝置的差壓的情況有以下因素:
        (1)差壓流量計的安裝不符合要求;
        (2)壓差引壓管積液、堵塞和泄露等;
        (3)差壓變送器參數設置有誤或差壓變送器儀表性能降低。
 
2 處理方法
2.1 差壓流量計的安裝不符合要求的處理方法
2.1.1 差壓式孔板流量計表頭安裝的問題
        差壓流量計是采用孔板的前后產生的差壓來測量流體流量,所以測量介質需要低于差壓變送器的安裝高度,必須采用坡度敷設的方式來敷設引壓管線,以便于引壓管線內的冷凝液能夠回流到工藝管道內,防止引壓管出現積液的現象。
 
2.1.2 差壓式孔板流量計正負壓室裝反的問題
        假如差壓式孔板流量計的正負壓室安裝方向相反,就會造成差壓流量計傳感器的差壓為負值,從而致使實際工藝管道內的流量大于差壓變送器所測量的流量,此類問題時常會出現在對變送器更換或回裝過程中。
 
2.1.3 差壓流量計孔板裝反的問題
        差壓流量計的孔板裝反,就會導致差壓流量計的傳感器表頭示值慢慢下降。一般在設備檢維修剛結束時,裝置開始投產運行時經常會出現這類的問題。
 
2.1.4 前后直管段不符合要求,未達到前 10D,后 5D;或前 5D,后 3D
 
        針對以上出現的安裝問題,應嚴格按照安裝規范,檢查儀表是否安裝在高于測量介質的位置、檢查正負壓室是否安裝正確、檢查三暢孔板是否倒裝、檢查孔板安裝的直管段是否達到要求。
 
2.2 差壓流量計引壓管積液、堵塞和泄露等問題的處理
2.2.1 差壓式流量計引壓管線積液的問題及處理
        當有積液存在于正壓側引壓管線內時,就會造成管道內的實際流量大于差壓流量計的傳感器測量值。當有積液存在于負壓側引壓管線內時,就會造成管道內的實際流量小于差壓流量計的傳感器測量值。
 
        正常運行的三暢差壓孔板流量計經常會出現正負壓側引壓管線內積液的現象,這種現象必然會造成流量計測量失真的出現,從而導致差壓流量計的變送器輸出偏離實際測量值。一般在 0℃以下的寒冷環境溫度下會很容易造成引壓管線凍堵的事故,zui終將會導致差壓孔板流量計無法正常運行工作甚至損壞。經常遇見的測量用差壓式流量計引壓管線積液的問題,可以通過先打開三閥組上面的平衡閥,然后關閉根部閥,再緩慢的打開排污閥進行排污,直至將引壓管內的積液全部排空后,重新投運儀表。這樣就可以解決常見的差壓式孔板流量計的引壓管線積液的問題。
 
2.2.2 差壓式流量計引壓管線堵塞的問題及處理
        在運行中,如果傳感器負壓側引壓管線出現堵塞現象并且工藝管道內的實際流量突然增加時,就會造成流量計傳感器示值會突然升高;當負引壓管線出現堵塞并且工藝管道內的實際流量突然減小時,會造成流量計傳感器示值的突然下降;若工藝管道內的實際流量一直保持不變,那么無論負壓管是否堵塞,都不會造成流量計傳感器示值的變化。當差壓式流量計引壓管線正壓側堵塞時,工藝管道內的靜壓力就會隨著工藝管道流量的增加而增加,假設此時靜壓力增加值為,同時,將隨著流速的不斷增加,靜壓不變;而在< 的情況下,流量計的示值會逐漸降低;面在> 的情況下,流量計的示值會逐漸升高。當管道內流量降低時,將其隨之降低的靜壓力設定為,同時設定隨著流速下降反而會逐漸增大的靜壓為,在=的情況下,流量計的示值保持不變;而在<的情況下流量計的示值會逐漸增大;而在>的情況下,流量計的示值會逐漸減小。如果管道內的流量不變,則流量計的示值會保持不變。
 
        一般情況下差壓式流量計引壓管線的堵塞都是因為測量介質中帶有大量顆粒物或者介質比較粘稠以及引壓管線沒有定期排污而造成的引壓管線堵塞。引壓管線一旦發生堵塞,可以先使用鐵絲將堵塞位置疏通,如果使用鐵絲無法將其疏通,有條件可使用儀表風或氮氣對其進行吹掃,如果堵塞問題還不能得到有效解決,可以更換引壓管線的方式,將問題解決。
 
2.2.3 差壓引壓管泄漏
        因為當負壓側引壓管泄漏時,降低,使變大,流量計的示值會隨之增加。而當正壓側引壓管漏泄時,降低,使變小,流量計的示值也會隨之變小。
 
        引壓管線一旦發生泄漏,大部分情況下的泄漏點都是在管線的接頭處,比如:引壓管與三閥組的接頭處、引壓管與根部閥的接頭處。泄露情況一旦出現,可以采用肥皂水噴灑在接頭處,通過檢查接接頭處是否有冒泡現象,來確認泄露位置。如果引壓管線發生破裂情況,只需要更換破損的引壓管線即可。
 
2.2.4 差壓變送器參數設置有誤或差壓變送器儀表性能降低
 
        三暢差壓變送器在使用過程中,除零點和滿點之外,還有量程;在儀表量程范圍之內,如果量程參數設置小于實際工況差壓范圍,則會出現示值偏低的現象。如果量程參數設置過大,高于實際工況差壓范圍,則會出現示值偏高的現象。差壓變送器在使過過程中,有時也會出現零點漂移的情況。出現零點漂移時,要使用 HART 協議的手操器進入儀表內部進行修正或遷移。
 
3 結 論
        三暢差壓式孔板流量計示值偏差大是生產過程中常見問題之一,塔中較前聯合站自動化維護人員積累了豐富的維護經驗,并總結提出了以下幾點建議:(1)差壓變送器嚴格按照規范要求安裝,按要求正確敷設引壓管線;(2)針對壓差流量計引壓管線的問題,針對具體現象具體分析,可有效解決其問題;(3)壓差引壓管積液問題一定要提前預防,加伴熱、定時排液,防止凍堵;(4)定期檢查儀表有無零點漂移。
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