流量?jì)x表應用常見(jiàn)失誤情況分析
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2 流動(dòng)調整器
在國際標準化組織技術(shù)委員會(huì )草案ISO/CD5167 1《用安裝在充滿(mǎn)流體的圓形截面管道中差壓裝置測量流量第1部分———總則》[3]中，資料性質(zhì)的“附錄C”將流動(dòng)調整器分類(lèi)為流動(dòng)整直器(flow straightener)和真流動(dòng)調整器(true flow condition er)。前者的功能僅消除或顯著(zhù)減小旋渦，而并不同時(shí)調整流速分布使之接近于充分發(fā)展的流速分布；后者在消除或減小旋渦的同時(shí)調整流速分布狀況。ISO5167 1將徑向葉片(Etoile)式、柵格(AMCA)式、斯普倫克爾(ASME)式和管束式劃歸為流動(dòng)整直器，而將平板交叉式(贊克(ISO)式)和三菱式(多孔板式)劃歸為真流動(dòng)調整器。
文獻[1]列有包括上述多種流動(dòng)調整器的結構外形、管束直徑和開(kāi)孔尺寸等；裝用后對畸變和旋渦的改善效果；以及它們的壓力損失計算式和永久壓力損失系數。
流動(dòng)調整器(廣義)有時(shí)如安裝不慎，會(huì )產(chǎn)生副作用而不能使流動(dòng)有所改善。裝用時(shí)應遵循以下基本準則。
1)與三菱式相似的多孔板流動(dòng)調整器即使非常接近流動(dòng)擾動(dòng)源，也能很好地起作用，因此可以直接裝到彎管和閥等的出口法蘭上。
2)其余各類(lèi)流動(dòng)調整器必須安裝在擾動(dòng)源下游至少3D的距離，否則易被剛產(chǎn)生的擾動(dòng)削弱調整作用。
3)從流動(dòng)調整器流出的速度分布還存在一些畸變，因此在其下游與流量傳感器之間還應有一段直管段以削除畸變。該直管段的理想長(cháng)度宜為20D以上，至少應不低于10D。如將流動(dòng)調整器和流量傳感器安裝在一起進(jìn)行實(shí)流校準，則直管段長(cháng)度有5D就夠了。
3 氣穴形成的失誤
在測量液體流量時(shí)，儀表流量檢測部位產(chǎn)生氣穴(蝕)將導致錯誤的測量。氣穴產(chǎn)生的原因是儀表內部壓力低于液體蒸氣壓所致。應提高工作壓力或在儀表下游裝背壓閥以提高儀表內部壓力，勿使其低于標準規范或制造廠(chǎng)規定的壓力值。
儀表上游管線(xiàn)配件產(chǎn)生氣穴是常被忽視的一個(gè)禍源，特別是燃料、石油加工產(chǎn)品或有機溶劑產(chǎn)生的氣穴，形成云霧狀氣泡在其下游會(huì )保持相當長(cháng)的距離，極易造成儀表測量誤差。流量控制閥在接近關(guān)閉狀態(tài)流動(dòng)時(shí)最易產(chǎn)生氣穴；某些三通閥和四通閥在改變流通方向時(shí)也容易產(chǎn)生強烈的氣穴。這些都是值得引起注意的。
4 液體中混有氣體(泡)
液體中混有氣體(泡)，是液體流量測量產(chǎn)生測量誤差和輸出不穩等故障出現頻率頗高的原因之一。除上面所述氣穴產(chǎn)生氣泡外，還有以下幾種途徑會(huì )導致在液體中進(jìn)入空氣或產(chǎn)生游離氣體(氣霧或氣泡)。
1)旋渦等卷入空氣：儲存容器液位高度下降到略高于吸入管進(jìn)口端，或該高度只有1～2倍進(jìn)口直徑D的距離時(shí)，就會(huì )產(chǎn)生旋渦，極易將氣液界面的空氣卷入液體進(jìn)入管道。通常要求液位要高于進(jìn)口2～5D(取決于吸入流速)，才能保證不形成旋渦。在實(shí)踐中遇到這樣的失誤案例很多，也可能是管道進(jìn)入空氣最普遍和進(jìn)氣量最多的原因。在流程工業(yè)方面配比混合容器攪拌時(shí)混入空氣，也是在實(shí)踐中常會(huì )遇到的。
2)管道充液不全殘留空氣：檢修管道系統先要排盡液體，結束后重新充液。然而有時(shí)候要完全充滿(mǎn)亦相當困難，因為在管道系統高點(diǎn)(如倒Ｕ形管頂部)和死角，易聚存氣團，日后遇到壓力或流量突然波動(dòng)，氣團破裂便會(huì )被液體帶走部分氣體。這常是管線(xiàn)投入運行初期流量?jì)x表測量不準確的原因之一。因此在必要時(shí)在高點(diǎn)設置排氣閥，以便人工排放潴留氣體。
3)密封泄漏：氣體的粘度遠比液體小，某處液壓密封試驗時(shí)能保持管內液體不外泄，卻不一定能保證管內氣體不外泄或吸入。負壓管道連接處的密封稍有不慎，極易將空氣吸入管內；正壓管道系統泵吸入端負壓管段密封不良或泵轉軸填料老化泄漏也會(huì )吸入空氣。負壓管道系統吸入空氣尚易為人們想到，然而若管道內略高于大氣壓且出現脈動(dòng)流，亦會(huì )出現瞬間壓力低于大氣壓而吸入空氣的現象，就往往會(huì )被忽視了。
4)液體中溶解的氣體因溫度、壓力變化游離成氣泡：當液體壓力降低或溫度升高時(shí)，溶解在液體中的氣體會(huì )分離出游離氣霧或氣泡。例如石油加工產(chǎn)品若溫度升高15℃，溶解空氣形成游離氣泡體積達1%～1 5%。
5)冷卻收縮形成的氣泡：這是一種比較隱蔽的液體中混入氣體的方式。當充滿(mǎn)液體的管道系統欲停止運行時(shí)，關(guān)閉進(jìn)出口截止閥后逐漸冷卻。由于液體體積的收縮比管道系統空腔的收縮大得多，至使管內形成真空的收縮空間。液體中溶解的氣體分離成游離氣泡積聚于管道系統內的高點(diǎn)，在重新開(kāi)車(chē)時(shí)便會(huì )出現測量誤差。
5 氣體中冷凝液
通常氣體中水蒸汽的凝結對測量精度影響不大，只有測量空氣或氣體流量的精確度要求較高時(shí)才予以注意，并且應盡可能避免凝結。最有把握避免凝結的方法是使氣體處于干燥狀態(tài)，然而在實(shí)踐中又往往不易辦到。較簡(jiǎn)便的方法是控制管道內的壓力和(或)溫度，使管道系統中的水蒸汽不要處于飽和狀態(tài)。
6 磨損和沉積結垢
通常，使用者希望流量?jì)x表安裝調試好后，一直能進(jìn)行準確地測量，直到不能應用為止。這當然是一種愿望。人們對有活動(dòng)測量零部件的渦輪式、容積式儀表中軸承磨損，活動(dòng)件和靜止件間的間隙變化(磨損增加間隙，結垢減少間隙)影響測量性能，易予以重視；對無(wú)活動(dòng)零部件的儀表如節流差壓式、渦街式等儀表，受磨損與結垢沉積的影響常被忽視。
實(shí)際上這些流量?jì)x表測量通道因磨損、沉積引起尺寸變化的影響不是微不足道的。例如DＮ100管道管壁變化±0 5mm(沉積或磨損)，流量測量值就要變化±1%，對于0 5級表就不是可以忽視的小數目了。
標準孔板孔的上游銳邊緣嚴格要求邊緣半徑r≤0 0004d(d為節流孔直徑)。若銳邊緣磨鈍至r/d=0.002，流出系數變化+1 2%；r/d=0 004，流出系數變化+2 2%；r/d=0 008，流出系數則變化+4%[4]。標準孔板迎流端面沉積也要影響流出系數，例如DＮ100測量管孔板迎流端面沉積厚度2 5mm；孔板節流孔與管道直徑之比β=d/D=0 7時(shí)，流出系數變化+3%；β=0 2時(shí)，流出系數變化高達+6 2%[4]。
渦街流量計旋渦發(fā)生體迎流端面沉積也會(huì )影響流量測量值。據日本Oｖal公司工作人員著(zhù)文透露模擬試驗結果，在該公司三角柱發(fā)生體端的堆積物厚度Ｙ為0 01D時(shí)附加誤差為-2%；Ｙ=0 02D時(shí)，附加誤差為-3 4%[5]。
對于電磁流量計，沉積結垢除去對流通面積產(chǎn)生影響外，若是絕緣性的沉積層覆蓋電極表面，則該量信號被斷路；若是導電性垢層沉積于測量管內壁，則流量信號被短路，二者都會(huì )使電磁流量計無(wú)法正常工作。
對于應用日益增多的江河原水計量，應注意儀表測量管內壁沉積層的厚度，并要定期清除。例如上海某水廠(chǎng)DＮ1600黃浦江原水輸水管所裝電磁流量計，啟用2年后感到計量減少，然而檢查儀表本身卻正常。因為不能停流來(lái)檢查流量傳感器測量通道的狀況，所以直到使用6年后進(jìn)入流量傳感器測量管檢查，淤泥沉積厚度竟已達到10mm。這類(lèi)場(chǎng)所要定期清除淤泥，并預設能進(jìn)入管道和傳感器的入孔等。
7 正常運行的誤解
常有用戶(hù)反映儀表測量不準確或運行不正常，但現場(chǎng)檢查發(fā)現，故障往往實(shí)際上不是儀表本身的原因，而是由系統原因所引起的，即產(chǎn)生了誤解。
1)旁路管截止閥泄漏：為便于維修，流量?jì)x表通常裝有旁路管，旁路管截止閥泄漏必然減小儀表讀數，而閥的微量泄漏又不易察覺(jué)，常被誤認為測量不準確。更有甚者，在有些核算或節約有獎的介質(zhì)測量場(chǎng)所，在旁路閥上弄虛作假，人為地不密閉，則可采取在閥手輪上系線(xiàn)錯封等防范措施。
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