摘要：分析了差壓(yā)式(shì)流(liú)量(liàng)計 在(zài)煤氣計量中在符合國家(jiā)标準(zhǔn)規定狀(zhuàng)态下計量時(shí)的相對誤差及計算公式(shì)，以及在不符合(hé)國家标準(zhǔn)狀态(tài)下計量(liàng)時(shí)産生(shēng)誤差(chà)的原因。
1前(qián)言
　　差壓式流量計使(shǐ)用曆史悠(yōu)久，由(yóu)于它具有原理簡明，設備(bèi)簡單,應用(yòng)技術比較成熟，容易(yì)掌握等優點(diǎn)被(bèi)廣泛(fàn)應(yīng)用(yòng)于工業生産(chǎn)中。在煤氣的(de)計量中也常常使用(yòng)差壓(yā)式流(liú)量計。但差壓式流量計在(zài)現場實際應用(yòng)時,它(tā)的(de)測量誤差往(wǎng)往(wǎng)超過2%,有(yǒu)時甚至達到(dào)10~20%。特别是在采(cǎi)用差(chà)壓式流量(liàng)計作(zuò)爲工藝生産過(guò)程中物料(水.蒸(zhēng)汽、煤(méi)氣以及各(gè)種原(yuán)料(liào)、半(bàn)成品、成品(pǐn)等液體和(hé)氣體)的計(jì)量,進(jìn)行經濟核算時(shí)，這一(yī)矛盾更顯(xiǎn)突出。
2差(chà)壓式流(liú)量計工(gōng)作原理(lǐ)及實(shí)用流(liú)量公(gōng)式
　　在管(guǎn)道中流(liú)動的(de)流體(tǐ)，具有(yǒu)動能和位能，并在-定(dìng)的(de)條件下兩種(zhǒng)形勢的能(néng)量可以互(hù)相轉(zhuǎn)換，但參加(jiā)轉(zhuǎn)換(huàn)的能(néng)量總和是(shì)不變(biàn)的。在(zài)管道(dào)中安裝-一個直(zhí)徑比管徑(jìng)爲小(xiǎo)的節流件(jiàn)時，流(liú)體在管道中的流動,.由于流通(tōng)截面突然(rán)縮小(xiǎo)，流束(shù)必(bì)然要産(chǎn)生局(jú)部(bù)收(shōu)縮,流(liú)速加快(kuài)。根據能量守恒定(dìng)律,動(dòng)壓能和靜壓能(néng)在一定(dìng)條(tiáo)件下(xià)可以互相轉(zhuǎn)換(huàn)，流速加(jiā)快的結(jié)果必(bì)然(rán)要導緻(zhì)靜壓能的降低，因而在節流件(jiàn)的上、下遊之間産生(shēng)了靜(jìng)壓差。這個靜(jìng)壓差的(de)大小(xiǎo)和流過流(liú)體的(de)流量有關(guān),所以(yǐ),可通過此(cǐ)靜壓差來(lái)求流量。
 
式(shì)中:q一工作(zuò)狀态(tài)下的(de)體積(jī)流量(liàng),m³/h
α一流量系(xì)數;
ε一流束膨脹(zhàng)系數;
d一工作狀(zhuàng)态下(xià)的節流件(jiàn)開孔(kǒng)直徑(jìng)，mm,
△p一差(chà)壓力(lì)kgf/m2
ρ1一工(gōng)作狀(zhuàng)态下(xià),被測流體的密(mì)度,kgf/m3
3在标準(zhǔn)規定狀态下計(jì)時相(xiàng)對标準誤差(chà)分析及計算(suàn)公式(shì)
　　由上式可(kě)見标(biāo)準節流裝置測量(liàng)是(shì)通過(guò)間接(jiē)方式實現(xiàn)的，即(jí)通過差壓(yā)儀表(biǎo)測量出差(chà)壓，再根(gēn)據(jù)流量公式計(jì)算出流(liú)量值(zhí)。這樣流量(liàng)測(cè)量(liàng)誤差不僅(jǐn)受差(chà)壓儀表(biǎo)精(jīng)度的影響(xiǎng)，并且(qiě)還受到(dào)公(gōng)式中各量(liàng)的影響。如(rú)果在煤氣的計(jì)量中對标準節流裝置的(de)設計(jì)、制造(zào)、安裝和使(shǐ)用完(wán)全按國家(jiā)标準的規定進(jìn)行，其相對标(biāo)準(zhǔn)誤差用(yòng)下(xià)式計算:
　　式中:σm一(yī)質量(liàng)流量(liàng)測量的标(biāo)準誤差(chà);
 
σa一(yī)糙管(guǎn)流量(liàng)系(xì)數的(de)标(biāo)準誤差;
σe一(yī)流束膨脹系數(shù)的标(biāo)準誤差;
σ△p一差壓測量(liàng)的标(biāo)準誤(wù)差;
σp1一(yī)被測流體(tǐ)密度的标準誤差;
σd一管道(dào)内徑(jìng)的标(biāo)準(zhǔn)誤差;
σd一(yī)節流件開(kāi)孔直(zhí)徑的标(biāo)準誤差。
3.1流量系(xì)數(shù)的基本相對誤差
　　流(liú)量系(xì)數α是(shì)一個(gè)影響因素複雜(zá)、變化(huà)範圍(wéi)較(jiào)大的重要(yào)系數，當管道直徑(jìng)、節流件的(de)形式和開(kāi)孔直(zhí)徑、取壓位置已定,雷諾數(shù)大于(yú)某-數(shù)值(界限累諾數)時,α值可認爲是(shì)一常(cháng)數,也隻有在測(cè)量過程:中α保持爲常數才(cái)能保(bǎo)證測量的精度,這也是差(chà)壓式(shì)流量計(jì)能否達到正确測量的(de)前提。由于(yú)流量(liàng)系數是靠試驗(yàn)提供的,是由很(hěn)多次測量結果(guǒ)整理計算而得到的，因(yīn)而(ér)由于(yú)測量儀(yí)表的誤差及由于計算時各量的誤差(chà)累積(jī)成流量系(xì)數的誤差(chà)。在不(bú)計β、d、rep和(hé)d值(zhí)的(de)測量(liàng)誤差時,各(gè)标準節流裝置的α0和(hé)α的基本相對(duì)誤差分(fèn)别按下列(liè)公式計算(suàn)。
3.1.1角接(jiē)取壓(yā)标準孔闆(pǎn)在節(jiē)流件上遊側的(de)管道沒有(yǒu)管徑突(tū)變(biàn)，節流(liú)件的(de)安裝經檢(jiǎn)驗其偏心率≤1/10x0.015d(1/β-1),環室(或夾緊(jǐn)環)的(de)開孔直徑(jìng)與管道内徑(jìng)相(xiàng)等，在(zài)此條件(jiàn)下(xià)，角接(jiē)取壓(yā)孔(kǒng)闆.的光(guāng)管流量(liàng)系數α0的基本相對誤(wù)差爲:
 
3.2流(liú)束膨脹系(xì)數ε的(de)基(jī)本相對(duì)誤差(chà)σε/ε.
　　流束膨脹系(xì)數(shù)，對于标準(zhǔn)噴嘴(zuǐ)是通(tōng)過公(gōng)式計(jì)算(suàn)出來的(de)，對于(yú)标(biāo)準(zhǔn)孔闆(pǎn)是靠試驗(yàn)結果(guǒ)整理出來的，.因(yīn)而是(shì)存在(zài)誤差(chà)的。設(shè)β、△p/p1和k爲已知(zhī),且不計其誤差(chà)時,ε的基(jī)本(běn)相對(duì)誤差規定如下(xià):
3.2.1角接取壓孔闆(pǎn)
3.2.2法蘭(lán)取壓标準(zhǔn)孔闆
 
σε/ε=±(△p/p1)%
3.3管道(dào)内徑(jìng)的基(jī)本相對誤差σd/d
　　若(ruò)d20爲實測值(zhí)時，可(kě)令(lìng)σd/d=±0.1%作爲估(gū)計值;
　　若d20爲管徑的公稱直徑,可(kě)令σd/d=±0.5~1.0%。
3.4節流開(kāi)孔直徑的(de)基本相對(duì)誤差σs/d
　　d20必須(xū)實測(cè),可令σd/d≈±0.05%。
3.5差壓(yā)測量(liàng)的基本相對誤(wù)差σap/ap
　　這(zhè)裏僅考慮(lǜ)差壓顯示(shì)儀表誤差(chà)σ△p/△p的估計方(fāng)法。
σ△p/△p=1/3ζ△p/△p1
　　式中ζ爲(wèi)差壓(yā)儀表(biǎo)的精度等(děng)級，△p1爲預定的差(chà)壓(yā)測值。在節流(liú)設計中,取△pano
3.6煤氣(qì)密度(dù)的(de)基(jī)本相(xiàng)對誤差(chà)σp1/ρ1
4在(zài)非标(biāo)準規(guī)定狀态下(xià)計量時造(zào)成測(cè)量誤差的原因(yīn)
 
　　差壓式流量計在煤(méi)氣(qì)計量的(de)實際應用中，安(ān)裝和使用條件(jiàn)等往往(wǎng)不(bú)符合(hé)标準規(guī)定(dìng)，在隻(zhī)要求流量(liàng)相對(duì)值的(de)場合下，對(duì)流量的指示值(zhí)和實(shí)際(jì)值(zhí)之間(jiān)的偏差(chà)往(wǎng)往不(bú)被注意，但事實，上确是客觀存在的。下(xià)面分析(xī)造成測量(liàng)誤差(chà)的原(yuán)因。
4.1煤(méi)氣的(de)工作狀态的變(biàn)動
　　焦爐煤氣流(liú)體狀(zhuàng)态受生産(chǎn)狀況(kuàng)的制約,變(biàn)化較頻繁(fán),煤氣的瞬時(shí)流量是(shì)流體工(gōng)況(kuàng)的函(hán)數。而(ér)工(gōng)況參數(shù)是瞬變的，以(yǐ)瞬(shùn)時參數計(jì)算并(bìng)累計(jì)流(liú)量才是符合(hé)流(liú)量計量的(de)科學方法。要(yào)很好(hǎo)地解決繁(fán)瑣而複雜(zá)的溫度..壓(yā)力、差(chà)壓、孔(kǒng)闆、管道等(děng)補償的(de)問題,才能保(bǎo)證流量測(cè)量的(de)準确率。否則，就會造(zào)成(chéng)計量誤差。
4.2壓力損失
　　煤(méi)氣流束通過節(jiē)流件(jiàn)時，-部分(fèn)能(néng)量用來克(kè)服摩(mó)擦阻(zǔ)力和消耗在節(jiē)流件(jiàn)後形(xíng)成的旋渦上。因(yīn)而，通過節(jiē)流件(jiàn)後流體的靜壓力并不(bú)能完全恢複(fú)，而(ér)有一些(xiē)損失。
4.3密度(dù)的變(biàn)化
　　煤(méi)氣的(de)密度(dù)，對于流量(liàng)測量(liàng)精度(dù)的(de)影響，與(yǔ)差壓處于同等地位,因此必須(xū)對它進行(háng)正确(què)的計(jì)算。煤氣是(shì)一種混(hùn)合(hé)氣體(tǐ)含co、co2、h2、ch4、n2、o2、nh3、hcn等成分(fèn)。工作(zuò)狀(zhuàng)态(tài)下,煤氣的(de)密度(dù)服從(cóng)疊(dié)加(jiā)規律,可按(àn)下式(shì)計算:
ρ煤氣=x1ρ1+x2ρ2+....100
ρ煤氣-煤氣(qì)的密度,kg/m³
ρ1、ρ2~ρn煤氣各組分的密(mì)度,kg/m³
x1、x2--xn混(hùn)合氣體各組分的體積百(bǎi)分數,%
4.3.1煤氣組份對密度的影響(xiǎng)
　　不同的煤資源(yuán)和工(gōng)藝操(cāo)作都(dōu)會對(duì)煤氣(qì)的組(zǔ)成造(zào)成影響，如(rú)不能(néng)正(zhèng)确的測算出(chū)煤(méi)氣(qì)的成(chéng)分,煤氣(qì)的(de)密度就會(huì)産生(shēng)變化(huà)。
4.3.2濕度對密(mì)度的影響
　　焦(jiāo)爐煤氣(qì)是濕煤氣，輸送(sòng)煤氣的(de)管道沒(méi)有保(bǎo)溫措施，介質受環(huán)境的影(yǐng)響是(shì)明(míng)顯的，随(suí)季節和環境溫(wēn)度的不同，介質溫度(dù)也會(huì)産生(shēng)相應的變化，在(zài)不同溫度下介(jiè)質的飽和水汽(qì)含量(liàng)是不同的(de)，直接(jiē)影響(xiǎng)了煤氣的密(mì)度。
4.4節流(liú)裝置(zhì)安裝不正确引(yǐn)起的誤差(chà)
　　孔闆(pǎn)的(de)尖銳一側應(yīng)迎着(zhe)流向(xiàng)，爲人口(kǒu)端(duān)，而其(qí)呈喇叭形(xíng)一側爲出口端，即孔闆不(bú)能裝(zhuāng)反。除(chú)此之外(wài)，由(yóu)于安(ān)裝不(bú)正确引起的測(cè)量誤差，往(wǎng)往是由于(yú)孔闆(pǎn)開孔中心和管(guǎn)道中心(xīn)線不同(tóng)心造成。因(yīn)此，在結構設計(jì)、加工(gōng)制造(zào)和安裝中(zhōng),必須十分(fèn)注(zhù)意。管道實(shí)際内徑和計(jì)算(suàn)時所用(yòng)的管道(dào)内徑之間的(de)差别，以及(jí)墊片(piàn)等凸出物(wù)的出(chū)現(xiàn)、引壓管(guǎn)路上(shàng)的毛病等(děng)，也是引起測量(liàng)誤差(chà)的(de)原因。
4.5節(jiē)流裝置(zhì)内表面(miàn)的結(jié)垢和流通(tōng)截面積(jī)的變化(huà)
　　焦爐煤(méi)氣由于(yú)含焦油、水(shuǐ)、工業(yè)奈等雜(zá)質,這些(xiē)雜質(zhì)極易在其(qí)中凝結在(zài)孔闆等表(biǎo)面可能會(huì)沾結上一層污(wū)垢，或者由于在孔闆前後(hòu)角落(luò)處日久而(ér)沉積(jī)有沉(chén)澱(diàn)物(wù),都會(huì)造成流量測量(liàng)的誤差。
4.6節流裝(zhuāng)置使(shǐ)用日久，節流裝置的幾何(hé)形狀(zhuàng)和尺寸由(yóu)于(yú)化(huà)學腐(fǔ)蝕等(děng)原因會(huì)發生(shēng)變(biàn)化。對于使(shǐ)用廣(guǎng)泛的孔闆來講(jiǎng)，它的人(rén)口(kǒu)邊緣(yuán)的(de)尖銳度會受(shòu)到沖擊(jī)、磨損和(hé)腐蝕(shí)而變鈍。這(zhè)樣,在相(xiàng)等數量(liàng)的流體(tǐ)經(jīng)過時(shí)所産生(shēng)的壓差(chà)△p将變(biàn)小，從(cóng)而引(yǐn)起儀表指(zhǐ)示值(zhí)偏低。故應注意(yì)檢查(chá)、維修,必要時應(yīng)換(huàn)用(yòng)新的(de)孔闆(pǎn)。
4.7能夠測量(liàng)差壓(yā)的儀(yí)表很(hěn)多，爲保(bǎo)證(zhèng)測量的順(shùn)利進行和(hé)流量測量的精(jīng)度，對差壓計要(yào)進行選擇,差壓(yā)計的(de)測(cè)量範圍(wéi)必須是包括流量(liàng)的整個(gè)測量(liàng)範圍(流量的(de)最大值和最小值(zhí)),并留有(yǒu)餘地。由(yóu)于流(liú)量值是與節流件兩(liǎng)側的(de)差壓值的(de)平方根成比(bǐ)例，差壓(yā)計量程選擇的好壞也(yě)會影響(xiǎng)測量的精度。
5結(jié)束語(yǔ)
　　要(yào)保(bǎo)證計(jì)量的正确(què)率必(bì)須引(yǐn)起注意的(de)是:不僅需要合(hé)理的(de)選型、正确(què)的計(jì)算，更要注(zhù)意正确的安裝、維護和符合使(shǐ)用條(tiáo)件(jiàn)等，才能(néng)保證差(chà)壓(yā)式流(liú)量計有足夠(gòu)的實際測量(liàng)精度(dù)。

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