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差压变送器安装中存在的误区及改进方法


       简要介绍:在电力系统广泛采用差压变送器测量液体流量和液位,对其传统的安装方式人们已经习以为常,见怪不怪了。近年来本人在热工检修维护过程中发现,传统的安装方法存在着很多误区,很有改进的必要。


一、概述

       现场液体流量和液位测量大部分均采用差压测量方法,在运行中时常会出现流量不准或液位偏差大,热工维护人员通常的处理方法是检查变送器或者将变送器拆回进行校验,而很少注意现场表计的安装问题。


二、传统安装方式对引压管的要求

       用差压变送器测量流量或液位传统的安装方式对引压管的敷设有以下几点要求:

1)引压管按被测流体(或液位)的性质和参数使用耐压、耐腐蚀的材料,其内径不得小于6mm,长度最好在16m以内。

2)引压管水平敷设应有倾斜度,当引压管水平敷设长度超过30m时,应分段倾斜。

3)为避免静差压信号传递失真,正负引压管应尽量靠近,易凝易冻介质的引压管要用电热、蒸汽或热水保温伴热。差压流量变送器是用引压管将节流元件上、下游产生的静差压传递到差压变送器的测量室,再将静压差用变送器转换成标准信号(通常为4~20mA)。差压变送器一般安装在地面或平台上的就地仪表柜(保温箱)中,再敷设专削保温伴热管线。


三、传统长引压管安装方式的缺陷

1)引压管路过长,浪费安装材料。以差压式流量测量系统为例,通常的安装至少需要正、负引压截止阀2个,封包2个,正三、负二次阀2个,平衡阀1个,排污阀4个,活接头4个,引压管长约10~30m,弯头6~7个,伴热管线20~40m,若采用热水伴热则需伴热手阀2个,疏水阀1个,保温柜1个,保温棉、保温布若干。

2)引压管路附件多,泄漏点增多,维护工作量增大。

3)延缓差压信号传输。传压管路越长,弯头越多,则差压信号的传输速度就会减慢。

4)伴热能量消耗大。假如1台差压式流量变送器采用热水伴热,伴热前后温度降按20℃(90℃降至70℃)计,初步估算每小时伴热约需100kg的热水,那么一个电厂又有多少台这样的变送器需要防冻伴热,其伴热消耗是相当可观的。

5)产生附加的测量误差。如1台用隔离液的差压式流量变送器,一次表的量程为0~40kPa,二次表的量程为0~40t/h,介质密度P/介=0885g/mm3。隔离液甘油的密度p=g/mm3,设孔板中心到流量变送器的垂直高度=1500mm,如果负引压管中隔离液被全部泄漏完,那么负引压管中就会充满介质,以至正引压管中隔离液甘油与负引压管中介质重度不同而造成附加的测量误著,这个误差可通过如下计算求得:

        ΔP=(P甘一P介)h=5.625kPa

       其附加的流量误差为:qm2=qm2max(Δp/ΔPmax)1/2=40×(5.626/40)1/2=15t/h

       这个绝对误差15t/h是管道中没有流量时的误差,由于负引压管中隔离液泄漏完负引压管中充满介质后流量计显示的误差流量。如果流量计显示40 t/h流量,那么真实流量又是多少?流量误差是多少?可以通过如下的计算获得。

流量计显示40t/h流量时,节流元件的差压为:Δp=40-5.625=34.375kPa

对应的流量为:qm2=qm2max(△P∥△Pmax)1/2=40×(34.375/40)1/2=37t/h

于是附加了:40-37=3t/h的流量。

       因此,负引压管中隔离液一旦出现泄漏,其造成的附加测量误差在3~15t/h之间。


四、改进后优点

       由差压变送器测量流量的原理可知,用差压变送器测流量时引压管长短与传递的差压信号大小无关,引压管只起到传递静压的作用。引压管可长可短,在安装环境许可的条件下,可尽量将引压管缩短,取消部分安装附件,节约部分安装材料,加速差压信号的传递速度。

       管道中流体的输送介质温度都较高,因此流体输送管道本身辐射的能量在管道周围形成一个高温区。在需要防凝防冻介质的差压变送器安装中,在缩短引压管的同时,可将差压变送器的测量室靠近输送管道,利用管道辐射热为仪表伴热,以便节约伴热水、热蒸汽或电能,即白伴热直接安装法。

       改进后的差压变送器由于测量室紧靠流体管道,引压管得短,因此具有如下优点:

1)引压管缩短后,不影响测量原理和测量精度,节约大量的安装材料。一个改进后的差压变送器引压管约需1~2m长,比传统安装方式节约了很多。

2)引压管短,引压管路附件少,从取压孔到表头一般不超过1~2米,泄漏点减少,维护工作量下降。

3)需防冻的差压变送器可利用管道辐射热为仪表拦热,不需要敷设专门的电能、蒸汽或热水伴热管线。节约伴热安装材料和伴热能源,降低成本。

4)加速差压信号传递的速度。

5)参照差压变送器的安装改进方式,有些压力变送器的安装也可用这种方式来改进,可减少水路修正等工作量。

麦德胜压力变送器500.jpg     

五、注意如下事项

       在进行上述改进过程中应注意如下2点,以免给今后的维护保养、测量稳定性等造成困难。

1)由于缩短了引压管线,测量表头距节流元件很近,因此节流元件和测量表头的安装应尽量靠近地面或工作平台,便于今后的日常维护、校验调整及拆装维护工作的进行。

2)需伴热的差压变送器,如将差压变送器的测量室一起包在保温层内,变送器测量室与管道的距离根据管道内流体的温度及管道辐射产生的温度高低而定,但应以满足变送器工作环境温度要求为宜。

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