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技術(shù)文章

節(jié)流裝置式流量測量系統(tǒng)需從軟硬兩方面加強維護

閱讀：6發(fā)布時間：2025-6-14

節(jié)流裝置式流量測量系統(tǒng)是指采用孔板，噴嘴，文丘里管測量滿圓管流量的測量系統(tǒng)。該系統(tǒng)一般由節(jié)流裝置，差壓計及數(shù)據(jù)處理器（開方積算器或計算機）組成。這種流量測量系統(tǒng)的特點是：
1、原理及理論研究非常成熟；
2、標(biāo)準(zhǔn)化程度較高,有GB/2624和ISO5167標(biāo)準(zhǔn)文件；
3、結(jié)構(gòu)簡單，成本低，維護使用費用低；
4、對環(huán)境適應(yīng)能力強；
5、如果維護管理正確可以得到較高的測量準(zhǔn)確度。

這些特點是其他形式的流量計無法比的，因此在流量測量中節(jié)流裝置式流量儀表占有較高的比重，估計在80%左右。近年來雖然有一些新型的流量儀表投放市場，但是，由于結(jié)構(gòu)，造價，使用條件等原因，仍然不能動搖節(jié)流裝置式流量儀表在流量測量中的地位。因此對該種測量系統(tǒng)的正確使用和維護保養(yǎng)仍然是自動化儀表專業(yè)人員必須重視的問題。

一、節(jié)流裝置式流量測量系統(tǒng)的維護使用現(xiàn)狀
目前使用中的節(jié)流裝置式流量測量系統(tǒng)，由于受維護人員專業(yè)技術(shù)水平的限制，大部分僅于對硬件的管理和維護。主要工作內(nèi)容不外乎檢查節(jié)流裝置脈沖導(dǎo)壓管伐門有無泄漏堵塞，差壓計及數(shù)據(jù)處理器工作是否正常并定期對其進(jìn)行校驗。若以上維護檢查未發(fā)現(xiàn)問題，即使系統(tǒng)顯示的數(shù)據(jù)有明顯的偏差，一般也認(rèn)定系統(tǒng)是正常的。

由于多年來從事流量測量的管理工作，我認(rèn)為對節(jié)流裝置式流量測量系統(tǒng)的使用維護，于對硬件的管理和維護是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，更重要的是要對系統(tǒng)進(jìn)行軟維護。所謂軟維護，就是對節(jié)流裝置式流量測量系統(tǒng)運行的工況參數(shù)進(jìn)行跟蹤分析研究計算，根據(jù)計算結(jié)果對系統(tǒng)的技術(shù)參數(shù)進(jìn)行修正。軟維護是一個使系統(tǒng)技術(shù)參數(shù)接近實際運行工況的過程。

二、軟維護的必要性
對于任何一套節(jié)流裝置式流量測量系統(tǒng)，它的設(shè)計計算是根據(jù)需方提供的介質(zhì)種類，溫度，壓力，流量，管道幾何尺寸等工況參數(shù)計算的。也就是根據(jù)一組需方提供的參數(shù)計算設(shè)計制造一套節(jié)流裝置，該套節(jié)流裝置只有在設(shè)計計算采用的工況下運行，系統(tǒng)才能保證測量的不確定度在規(guī)定范圍。若實際使用工況偏離設(shè)計工況，系統(tǒng)測量數(shù)據(jù)就不能保證不確定度在規(guī)定范圍。而實際使用中的節(jié)流裝置式流量測量系統(tǒng)大部分多與設(shè)計工況不同，有的甚至相差懸殊。因此必須對其進(jìn)行軟維護，而且這種軟維護應(yīng)貫穿于系統(tǒng)使用的全過程。

三、使用運行工況與設(shè)計工況偏離對系統(tǒng)不確定度的影響

1、實際運行流量值偏離設(shè)計值

實際運行流量值偏離設(shè)計流量值，這是經(jīng)常出現(xiàn)的問題。在多數(shù)情況，設(shè)計流量值提的比較高，實際運行流量值較低。對系統(tǒng)不確定度的影響原因主要是：
（1）由于節(jié)流裝置的不確定度是按常用流量計算的，常用流量一般是刻度流量的70~80%左右，如果偏離常用流量較遠(yuǎn)，就會引起流量系數(shù)C較大的變化，不確定度就會增大。

（2）差壓計的不確定度是按引用誤差計算的，它的誤差分布如表所示。

差壓計誤差分析表（差壓計按O.5級）

相對工作點(工作點/量程)(%) 9 16 25 36 49 64 81 100 相對誤差(±%) 5.56 3.13 2.00 1.39 1.02 0.78 0.62 0.5 相對流量(指示流量/刻度流量)(%) 30 40 50 60 70 80 90 100 差壓計誤差對流量值的影響(±%) 2.36 1.77 1.41 1.18 1.01 0.88 0.78 0.71
由表中可以看出，若系統(tǒng)在50%以下運行,差壓計的相對誤差在±2%~±6%，對流量的影響±1%~±3%。同時由于雷諾數(shù)是流量值的函數(shù)，流量值偏離必定引起雷諾數(shù)的變化，這樣必然引起流出系數(shù)的變化。這些影響集中在一起累計誤差是較大的。

2、介質(zhì)溫度壓力偏離設(shè)計值
在節(jié)流裝置設(shè)計計算時，對氣體流量是設(shè)計工況下的體積流量，也就是某特定的溫度壓力下的體積流量。在這特定的溫度、壓力下介質(zhì)的密度是一定的，如果在實際運行時介質(zhì)溫度、壓力偏離設(shè)計值，介質(zhì)的密度必然也會改變。從流量計算公式可以看出，介質(zhì)的密度改變，對流量值的影響是很直觀的。另一方面，為了工藝操作的方便，儀表指示值給出的是標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的體積流量，這是根據(jù)介質(zhì)的密度換算出來的。而介質(zhì)的密度改變使其換算關(guān)系也改變。兩種影響都會引起不確定度的增大。在系統(tǒng)中增加溫壓校正環(huán)節(jié)的作用就是為了降低這種影響。

在節(jié)流裝置的國家標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定：假設(shè)未經(jīng)標(biāo)定的節(jié)流裝置與已經(jīng)充分實驗的節(jié)流裝置幾何相似和動力學(xué)相似，亦即符合本標(biāo)準(zhǔn)的要求，在本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的不確定度之內(nèi)。按照此原則設(shè)計制造的節(jié)流裝置，若實際使用的工況與設(shè)計計算采用的值相差較大，動力學(xué)相似的條件就得不到滿足，不確定度也就不在規(guī)定之內(nèi)。

節(jié)流裝置式流量測量系統(tǒng)在實際使用時影響不確定度的因素比較多，以上只對影響比較大的幾個方面進(jìn)行了分析。為了使用好節(jié)流裝置式流量測量系統(tǒng)，維護管理人員應(yīng)該對系統(tǒng)運行情況進(jìn)行調(diào)查研究，發(fā)現(xiàn)問題及時解決。對于規(guī)模比較大的物料流量計量系統(tǒng)，應(yīng)站在整個系統(tǒng)物料平衡的高度，來對流量計量系統(tǒng)的每個測量點進(jìn)行分析研究，計算出每個測量點的流量值的控制范圍，反復(fù)研究測量值與控制范圍的差距，查找數(shù)據(jù)偏離的原因并加以解決。這樣可以進(jìn)一步提高流量測量的準(zhǔn)確性，為生產(chǎn)經(jīng)營提供較可靠的計量數(shù)據(jù)。

四軟維護的要求
節(jié)流裝置式流量測量系統(tǒng)的維護管理是一項技術(shù)性比較強的工作，應(yīng)安排有一定專業(yè)技術(shù)水平的人員從事該項工作。其主要工作內(nèi)容是：
1、收集保管好系統(tǒng)的設(shè)計，計算，制造安裝等各種文件；

2、在系統(tǒng)運行穩(wěn)定后，對系統(tǒng)的工況進(jìn)行調(diào)查分析研究。若發(fā)現(xiàn)運行工況偏離設(shè)計值，可根據(jù)計算結(jié)果對系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整；

3、對工況變化頻率較高的系統(tǒng)，可以增加溫度壓力校正環(huán)節(jié)。如果條件允許，可利用計算機來進(jìn)行適時的在線修正。某公司生產(chǎn)的流量測量節(jié)流裝置專家系統(tǒng)軟件及流量計算機可使系統(tǒng)的軟維護比較容易實現(xiàn)，同時也使流量測量系統(tǒng)的整體技術(shù)水平得到很大提升。

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