威力巴流量計實(shí)際使用中參數核定問(wèn)題
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利用差壓原理進(jìn)行流量測量是當今世界上使用最廣泛、最可靠的流量測量方式，隨著(zhù)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和流量測量技術(shù)的進(jìn)步，一些新型、高性能的測量傳感裝置逐步取代了傳統的節流裝置進(jìn)行流量測量，由美國VERIS公司推出的全新均速流量探頭——威力巴便是其中之一。
在過(guò)去幾十年來(lái)一次源的檢測水平始終沒(méi)有重大突破，成了制約差壓式流量測量系統發(fā)展的瓶頸，使得高水平的下游儀表無(wú)法發(fā)揮出應有的高效率。威力巴的出現，恰恰克服了這一缺陷，使得一次源的測量精度、重復性和可靠性達到一個(gè)嶄新的高度。
從使用角度看，威力巴均速流量探頭與傳統的流量節流裝置相比具有更多的優(yōu)點(diǎn)，具體表現在以下幾個(gè)方面：
精度高，量程比大，大于10：1；
采用非收縮節流設計，比孔板的永久壓損至少降低95%以上；
安裝簡(jiǎn)單，只需在管道上開(kāi)一小孔后焊一底座，無(wú)需截斷管道，有些介質(zhì)可以在線(xiàn)安裝，并可隨時(shí)將探頭取出檢查，安裝費用低，基本免維護；
由于威力巴的接頭可直接與變送器連接，無(wú)需三組閥和引壓管，避免了因引壓管泄漏、堵塞等造成的測量誤差；
可以測量氣體、液體和蒸氣等各種介質(zhì)，應用范圍廣泛，且測量信號穩定、波動(dòng)小。
威力巴的設計、制造先進(jìn)，但其測量系統對被測介質(zhì)有關(guān)參數的準確性要求也非常高，這一點(diǎn)要比其它流量測量系統的要求嚴格得多。本文從威力巴測量原理出發(fā)，結合其在我公司煤氣流量測量中的應用，談該流量計在實(shí)際使用中的參數核定問(wèn)題及使用過(guò)程中需要注意的相關(guān)事項。
2．威力巴測量原理
如圖1所示，威力巴均速流量探頭垂直插入管道固定安裝，當流體流過(guò)探頭時(shí)，在其前部產(chǎn)生一個(gè)高壓分布區，高壓分布區的壓力略高于管道的靜壓，根據伯努利方程原理，流體流過(guò)探頭時(shí)速度加快，在探頭后部產(chǎn)生一個(gè)低壓分布區，低壓分布區的壓力略低于管道的靜壓，威力巴探頭在高、低壓區有按一定準則排布的多對取壓孔，通過(guò)這些取壓孔，威力巴能夠精確地檢測到由流體平均速度所產(chǎn)生的平均差壓△P。需要注意的是均速流量探頭的截面形狀、表面粗糙狀況和低壓取壓孔的位置是決定探頭性能的關(guān)鍵因素，低壓信號的穩定和準確對均速探頭的精度和性能起著(zhù)決定性作用。在煤氣測量中，流量QV與△P的對應關(guān)系為：
QV = C’*[(△P*P(fa))/(T(fa)*Z(f))]1/2（1）
式中：QV——標況體積流量；△P——差壓，kPa；Pfa——工作狀態(tài)絕壓，kPa；Tfa——工作狀態(tài)絕對溫度，K；Zf——工作狀態(tài)下煤氣的絕壓系數；C’——流量系數。
圖1 威力巴測量系統示意圖
威力巴流量計生產(chǎn)廠(chǎng)家是根據用戶(hù)提供的有關(guān)工藝參數、測量要求來(lái)確定設備型號和計算差壓的，而用戶(hù)往往以原工藝設計圖紙的設計值為準提供，但在企業(yè)投產(chǎn)后的實(shí)際生產(chǎn)中，由于各種原因很多參數發(fā)生了變化，這將使按原參數計算與設定的威力巴測量系統測量準確度受到較大影響，必須重新核定有關(guān)參數并計算新的差壓值，改正測量系統的設定參數。我公司在煤氣廠(chǎng)出口中壓煤氣流量測量中，就發(fā)現了此類(lèi)問(wèn)題。
工作壓力Pf是獲得準確差壓計算的關(guān)鍵參數之一，由式（1）可得差壓△P計算公式為：
△P = [QV / C’]2*[T(fa)*Z(f) / P(fa)]（2）
式中：P(fa) = P(f)+當地平均大氣壓。由此可見(jiàn)，工作壓力Pf與差壓的計算直接相關(guān)。
我公司于2003年采用V200-10-H-H-B5C在線(xiàn)安裝型威力巴對煤氣廠(chǎng)出口中壓煤氣流量進(jìn)行測量，訂貨時(shí)提供的工作壓力參數為設計值40kPa，廠(chǎng)家計算差壓量程為200.31Pa。測量系統投運后，流量顯示值約31000m3/h，與生產(chǎn)消耗嚴重不符。經(jīng)仔細核查，發(fā)現問(wèn)題出在當初所提供的參數上，其中壓力參數影響最大。煤氣廠(chǎng)投產(chǎn)后，因中壓煤氣用戶(hù)氧化鋁焙燒爐生產(chǎn)水平未達到設計生產(chǎn)能力，煤氣消耗量不大，供氣工作壓力實(shí)際只有36 kPa，而以36 kPa計算（改正其它有誤差參數）威力巴差壓為206.2Pa，與原差壓相差近6Pa，投運后在相同生產(chǎn)狀況下流量顯示約為27500 m3/h ，與生產(chǎn)消耗基本相符?？梢?jiàn)雖然差壓只相差6Pa，但流量卻相差了約3500 m3/h 。而后，我公司對氧化鋁生產(chǎn)系統進(jìn)行了大規模技術(shù)改造，氧化鋁焙燒產(chǎn)量大大提高，超過(guò)了設計生產(chǎn)能力1200t/h ，煤氣需求量增大，為此煤氣廠(chǎng)通過(guò)改造使煤氣排送機的送風(fēng)量由原來(lái)的600 m3/min提高到800m3/min，送風(fēng)量的增大也使煤氣壓力從36 kPa 最高升到42 kPa ，在最大流量45000 m3/h 不變的條件下，其計算差壓量程為197 Pa，及時(shí)調整威力巴測量系統的設定參數后，保證了測量的準確度。
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