浅谈节流式流量仪表在安装过程中应注意的问题

浅谈节流式流量仪表在安装过程中应注意的问题

一、前言 
　　用来测量流体流量的仪表称为流量仪表。随着工业生产和科学技术的发展，对流量测量的要求也越来越高，条件也更加的复杂，例如：在工艺条件上从低温低压到高温高压；在流量状态方面有层流、紊流、和脉动流；流体本身的状态有低粘度、高粘度、及具有腐蚀性等；流量对象有气态、固态、液态、还有可能是两相流等。面对着这么复杂的情况和要求，测量流量的方法和仪表都得到了很大的发展。 
　　根据石油化工行业中仪表施工情况看现在被工业中大量使用的流量计有以下几种：容积式流量计，节流式流量计，叶轮式流量计，电磁式流量计，超声波流量计，质量式流量计等。不同类型的仪表对应于各自特殊的测量原理，也因此对于安装提出了不同的要求，对于不熟悉其工作原理的安装工人，经常发生一些因为安装要点没有掌握出现失误，从而造成测量误差增大甚至仪表不能正常工作的情况。作者结合近些年在石油化工行业中仪表施工的情况就节流式流量计在安装中需要注意的一些问题进行讨论，希望能给大家在此类流量计的安装过程有所帮助。 
　　二、节流式流量计 
　　节流式流量计是现在工业中使用量最大的检测流量的仪表之一。节流式流量计的安装主要包括：节流装置（也叫做节流件）、差压信号管路（也叫引压管）、差压计或差压变送器三部分的安装。 
　　1.节流件的安装：现在工业中经常遇到的节流件主要是标准节流件（标准孔板、喷嘴、经典文丘里管等）和非标准节流件（1/4圆孔板、圆缺孔板、偏心孔板、楔型流量计等）两大类。 
　　节流件在安装时首先要核实施工用的节流件的型号、位号、尺寸等参数是否与设计的型号、位号、尺寸等一致，因为每个节流件所依据的安装条件不同，所设计的计算参数都是不同的，在不同的流量系数下所设计的节流件的形式与大小不同，如安装错误就会导致测量数据的不准，使测量产生误差，给生产带来损失。 
　　其次、要注意节流件的安装方向。一般在节流件的本体上都会标有流向，安装时要严格按照标注的方向安装。在没有标注的情况下标准孔板的锐角侧或喷嘴的曲面要迎向流体的流向；非标准节流件中要注意1/4圆孔板与标准孔板的安装不同：1/4圆孔板的弧形侧要迎向流体的流向，这与标准孔板基本相反。楔形流量计可以测量双向的流体，一般在安装中把流量计中的楔形节安装在管道的上部以免流体内杂物在长时间测量中形成堆积影响测量。 
　　第三、检测元件的安装要与管道的轴线垂直，特别是孔板，孔板的端面与管道轴线的垂直度不能超过1°以免造成孔板前后差压值不能正确反应真实差压而造成测量误差。节流件取压口的位置要根据所测量流体的不同而安装位置不同，主要考虑被测的液体或气体中进入气体或是液体，影响测量，还要防止有固体颗粒堵塞导压口。节流件在水平管道上安装时取压口的位置如图1所示。 
　　图1 节流件管道取压位置 
　　第四、节流件的安装如果是以法兰连接时，夹紧节流件的法兰的安装要注意：对焊法兰的内壁要与管道内壁平齐；法兰面要与管道轴线垂直，垂直度偏差不能超过1°；法兰应与工艺管道同轴，同轴度不得超过以下公式规定： 
　　（s为同轴度偏差：mm；D为工艺管道内径：mm；β为工作状态下的节流件的内径与工艺管道内径的比值；） 
　　节流件与管道法兰之间的垫片安装要合适，垫片的大小、厚度不能影响管道内流体的状况，特别是不能产生涡流造成节流件前后差压的波动从而影响测量。 
　　第五、所有的节流件在安装时都要求前后有一定的直管段，根据节流件的不同设计会给出不同的直管段的长度，施工时要严格按照图纸的要求安装，来保证测量的准确性。 
　　2.导压管的安装：安装导压管时要按照被测流体的性质和参数选用耐压、耐腐蚀的材料（一般由设计给出），导压管的内径最好不要小于6mm，导压管的长度越短越好，最长不宜超过16m，安装要符合施工技术规程或设计的要求。管路的敷设要在便于操作和维护，不易受到机械损伤，腐蚀和振动大的位置。引压管路与工艺设备、管道或建筑物表面之间的距离不宜小于50mm， 油及易燃、易爆介质的导压管路与热表面的距离不宜小于150mm，且不宜平行敷设在其上方。当管路需要隔热时，应适当增加距离。 
　　金属管道的弯制宜采用冷弯，并且一次弯成。一般高压管的弯曲半径宜大于管子外径的5倍，其他金属管的弯曲半径宜大于管子外径的3.5倍，塑料管的弯曲半径宜大于管子外径的4.5倍。 
　　为保证管线中不存在积液和集气，导压管的敷设要有一定的倾斜度，倾斜度一般要求在1：10～1：100之间，测量液体时要向下倾斜，测量气体时要向上倾斜。导压管在与变送器连接时正负压室的导压管要在同一个水平位置，而且导压管所处的环境温度要相同，以免导压管中介质的密度不同而造成测量的误差。 
　　A、测量仪表高于节流元件 B、测量仪表低于节流元件 
　　图2 典型流量仪表引压管配管图 
　　引压管的连接方式有焊接和卡套连接两种，前者多用于碳钢材质而后者多用于不锈钢材质。不锈钢材质也可以采用焊接，尤其对于易燃易爆、有毒有害、强腐蚀等介质测量，泄漏要求高、保证严密性的场合原则上使用焊接。引压管路安装完毕后，要根据要求和设计压力进行管路的压力实验，以检验管路的严密性和耐压性，试压介质一般选用洁净液体，也可以使用干净的气体。 
　　3.差压变送器的安装：差压变送器的安装主要是考虑安装与维护的方便，变送器不能安装在高温、易受腐蚀、易受到损坏的地方。其次考虑到配管的方便变送器最好安装在离取压点近的地方，便于取压和减少压力损失。再次变送器的安装经常要固定在立柱或安装在保护保温箱中，仪表保护保温箱要安装牢固、安装在便于维护和观察的地方。
　　由于节流式流量仪表的测量精度高，所以对仪表的安装要求高，安装的质量直接影响到仪表的测量的准确性。如孔板的安装过程中如果孔板与管线中心线不一致或安装的垫片不合适，多会影响到孔板两侧差压值的测量从而产生测量失真。再如导压管的安装过长或弯曲太多太大都会使差压值减小或产生死区从而导致差压值的不准。如果变送器安装的位置在容易产生振动的位置，由于机械振动会使仪表的测量产生较大的波动使仪表测量不稳定，对生产造成影响。 
　　三、结尾 
　　本文对节流式流量仪表安装进行了分析，此类仪表是在石化工程施工中最常见流量仪表之一，其深度基本包括了此类型仪表专业施工的大部分内容。以上介绍的节流式流量计安装中需要注意的问题是笔者在近几年施工工作中不断遇到困难，不断总结前人们解决问题的方法和经验基础上的一些收获，其中不乏有不全面的地方，还请各位同行和专家们指正，在此我表示衷心的感谢。