摘要：主要(yao)介紹差壓式(shì)流量計 的工(gōng)作原理和在(zai)實際應用中(zhong)常見的幾種(zhong)安裝方式，針(zhēn)對流🆚量計不(bu)同安裝方式(shi)和壓力引出(chū)類型産生零(líng)點誤差的主(zhǔ)要原因進行(hang)分析，得出相(xiang)應的零點修(xiū)正計算公式(shì)提高差壓式(shì)流量計的數(shù)據正确性。
0引(yin)言
　　差壓式流(liú)量計是一種(zhǒng)在工業領域(yù)被廣泛應用(yòng)的流量計量(liàng)器具，在面對(duì)不同測量對(dui)象和測量工(gong)況時需要進(jìn)行安🔞裝方☔式(shi)的适應性選(xuan)擇,适當的安(ān)裝🏒方式可确(què)保使用者獲(huò)得真實👄的流(liu)量值。在實際(ji)工作中,差壓(ya)式流量計會(hui)遇到檢修及(ji)部件更換等(deng)情🙇‍♀️況，原流量(liàng)計的零點修(xiū)正方法無法(fǎ)适用于新流(liu)量🐉計,需要進(jìn)行有👉針對性(xìng)的零點🈲修正(zheng)，消除因維修(xiu)和更換帶來(lai)的零點誤差(cha)。
1差壓式流量(liàng)計的工作原(yuán)理
　　差壓式流(liu)量計是一種(zhong)測定流量的(de)儀器，其工作(zuo)原.理都是基(jī)于封閉管道(dào)中流體質量(liang)守恒(連續性(xìng)方程)和能量(liang)守恒(伯努利(lì)方程)定律。它(ta)是利用流體(ti)流經節流裝(zhuang)置時所産生(shēng)的壓力差與(yu)流量之間存(cún)在一定關系(xì)的原理,通過(guò)測量壓差來(lái)實現流量測(cè)定🌏。
充滿管道(dao)的流體流經(jīng)管道内的節(jiē)流元件時造(zao)成流束局部(bu)收縮,使管中(zhōng)心流體流速(sù)發生變化，其(qi)靜⭕壓力也随(sui)之變化。流量(liàng)Q的計算公式(shì)如下。
 
　　式中:Qʋ體(ti)積流量;C爲流(liu)出系數;Ɛ爲可(kě)膨脹系數;A爲(wei)節流件開✂️孔(kong)截面💰積;△P爲節(jiē)流裝置輸出(chū)的壓差;β爲直(zhí)徑比📞;ρ1爲被測(cè)流體的密度(dù)。
2差壓式流量(liàng)計的壓力引(yin)出方式及優(yōu)缺點
　　差壓式(shi)流量計的壓(ya)力引出方式(shi)主要由差壓(ya)傳感器要求(qiú)、被測🍉介質物(wù)化性質決定(ding),主要包含毛(mao)細管導壓和(he)管線導壓2種(zhong)方式,2種導壓(yā)方式在工業(ye)應用上各有(you)優勢。
2.1毛細管(guǎn)導壓
　　毛細管(guǎn)導壓是一種(zhong)無接觸的壓(yā)力引出方式(shì)，須在⛷️取壓💰點(diǎn)安裝💋導壓法(fǎ)蘭，導壓法蘭(lan)與毛細管的(de)膜盒法蘭通(tong)過螺栓相連(lian)💜,膜片外側與(yu)被測介質直(zhi)接接觸，膜片(piàn)内側與毛細(xì)管内部充滿(man)矽油,矽油被(bei)密封在由膜(mó)片🈲、毛細管和(he)🐆差壓傳感器(qi)壓力腔室所(suo)形成的空間(jian)内,利用液體(tǐ)的可壓縮性(xìng)小的特點進(jìn)行壓🔞力的無(wú)損傳遞。
　　這種(zhong)壓力引出方(fāng)式被測介質(zhì)與差壓傳感(gan)器無需❓直接(jie)接觸，可對傳(chuan)感器起到有(yǒu)效保護。使用(yòng)者可根據被(bèi)💯測介質的毒(du)性、腐蝕🌈性、易(yi)凝固性、易結(jié)晶性和酸堿(jian)度進行膜片(pian)選擇來滿足(zu)🏒使用要求。但(dan)使用的變送(sòng)器價格昂貴(gui),膜片使用過(guo)程中維護要(yào)求高，在設備(bèi)轉運過程中(zhōng)需要加⛷️強對(dui)膜片的保護(hu),膜片在🈲受到(dao)尖銳物✍️體觸(chu)碰.或受力不(bú)😄均時極易損(sǔn)壞，導緻👈壓差(cha)值測量失真(zhen)。
2.2管線導壓
　　管(guǎn)線導壓是一(yī)種接觸式的(de)壓力引出方(fang)式，該方式下(xia)♈使用的變送(sòng)器無特定附(fu)屬管線,要求(qiu)管線直徑在(zai)8~12mm,管線長度在(zai)45m以内🐆。變送👄器(qi)高低壓腔室(shi)位置預留接(jiē)口，使用時通(tong)過儀表⭐管等(deng)管🐕線将被測(ce)介質引入傳(chuan)感器的高低(dī)壓腔㊙️内,差壓(ya)傳感器再檢(jian)測2個腔室所(suǒ)産生的壓差(cha)。該種方式被(bei)測介質與👌差(cha)壓傳感器❄️直(zhí)接接觸,在使(shi)用時需要根(gen)據被測介質(zhì)的物理、化👈學(xué)性質對差壓(yā)變送器和🐆壓(yā)力引出管線(xian)的材質進行(háng)選擇,避免使(shǐ)用過程中因(yīn)腐蝕、介質結(jié)晶和介質凝(níng)固等原因導(dao)緻流量計無(wu)法測量或 差(chà)壓變送器 損(sun)壞，該類型的(de)差壓變送器(qì)價格相對便(biàn)宜，且導壓管(guǎn)線敷設距離(li)長,相比毛細(xì)管導壓來說(shuō)靈活性強，适(shì)用範圍廣。
3差(chà)壓式流量計(jì)的安裝方式(shì)
3.1水平安裝上(shang)部引壓
　　節流(liu)裝置水平安(ān)裝,節流元件(jian)與管道的同(tóng)軸度控制在(zai)1°誤差内，節流(liu)元件前至少(shǎo)要保證有大(da)于10倍管徑的(de)直管段，節🌈流(liú)元件後至少(shao)有大于5倍管(guǎn)徑的直管段(duan),節流元件兩(liǎng)端壓力從兩(liang)📱端管線上部(bù)引出,差🤩壓變(bian)送器安裝位(wei)置要高于節(jie)流元件的位(wèi)置高度,導壓(ya)管線盡可能(neng)短(見圖1)。主要(yào)适用于所測(ce)介質爲氣體(tǐ)和純液體2種(zhǒng)介質,被測介(jiè)質沿水平方(fāng)向流過節流(liu)元件後形成(cheng)🧡壓差，節流元(yuán)件兩端壓差(chà)從管線上部(bu)取壓點傳輸(shu)至差壓變送(sòng)器的壓力腔(qiāng)室被測量。
 
3.2水(shuǐ)平安裝底部(bù)引壓
　　節流裝(zhuāng)置水平安裝(zhuang),節流元件兩(liang)端壓力從兩(liang)端管💯線底部(bu)引出🔴,差壓變(bian)送器安裝位(wèi)置要低于節(jie)流元件的位(wei)置高度,同時(shi)也要❤️求導壓(yā)管線盡可能(néng)短。主要适用(yòng)于各類🈲液體(tǐ)介質,被測🐉介(jiè)質沿水平方(fang)向流過節流(liú)元件後形成(cheng)壓差,介質壓(ya)差從管線底(di)部取壓點傳(chuan)輸至差壓變(bian)送器的壓力(li)腔室後被變(biàn)送器測量。此(cǐ)種方式🌈下的(de)液體介質可(ke)夾雜氣體,在(zài)流動過程中(zhong)導壓管線内(nèi)的氣體會逐(zhú)步💔析出，高低(dī)壓兩段管線(xiàn)内介質趨于(yú)穩定後不産(chǎn)生液柱差,對(dui)流體壓差測(cè)量不産生影(yǐng)響。
3.3水平安裝(zhuāng)斜上0°~45°引壓
　　節(jiē)流裝置水平(ping)安裝,節流元(yuán)件兩端壓力(lì)從兩端管📐線(xiàn)上部👄0°~45°夾角範(fàn)圍内的位置(zhi)引出,導壓管(guǎn)線要求轉角(jiǎo)位💘置爲圓角(jiao),主要㊙️适用于(yú)蒸汽類介質(zhì)的流量測🌈量(liàng)。高溫蒸汽進(jin)入導壓📐管後(hòu)遇到環境🌈低(dī)溫時會有冷(leng)凝液體産生(shēng),冷凝液體會(hui)沿✊斜管線回(huí)流到主管☔流(liu)程中。因此,水(shuǐ)平安裝狀态(tai)下從斜上🏃0°~45°夾(jia)角範圍内♉引(yin)出壓力,對✊蒸(zheng)汽類流體流(liu)量測量最合(hé)适。
3.4垂直安裝(zhuang)側面引壓
　　節(jie)流裝置垂直(zhí)安裝,流體從(cóng)下往上流經(jīng)節流元件後(hou)産🐕生壓🔞差，安(an)裝時要求差(chà)壓變送器位(wei)置要低于下(xia)端取壓點高(gao)度。主要适用(yòng)于流體介質(zhì)爲多相流，多(duō)相混合且比(bǐ)例不固定的(de)場景時垂直(zhi)流動不會在(zai)測量位置産(chan)生分層。例如(ru)，原油生産平(ping)🛀🏻台的油井産(chǎn)出中包含有(yǒu)油、氣、水三相(xiàng)，在水平安裝(zhuang)方式下因分(fèn)層的原因導(dao)緻水平流動(dong)介質分離的(de)情況‼️下無法(fǎ)準确測🆚量,在(zai)垂😄直安裝過(guò)程中能夠保(bao)證多相流體(tǐ)始終處于混(hun)合紊流狀态(tài)，所産生的壓(yā)差能更真實(shí)反映實際流(liú)量。
4差壓式流(liu)量計零點誤(wù)差産生原因(yīn)及修正方法(fǎ)
　　差壓式流量(liàng)計在不同的(de)安裝方式和(hé)引壓類型組(zu)合下适💘用于(yú)不同流體介(jie)質,針對不同(tóng)情形下産生(sheng)的誤差需要(yao)用🌈不同方法(fa)進行修正。
4.1水(shui)平安裝時
　　差(chà)壓式流量計(jì)采用水平安(ān)裝方式時,根(gen)據流體介質(zhì)特性選擇合(he)适的導壓方(fāng)式可合理避(bì)免零點誤差(cha)的🔴出現。尤其(qi)在選用毛細(xi)管作爲導壓(ya)方式時,因不(bú)存在管線液(ye)柱壓力,所以(yǐ)無需進行修(xiū)正。而采用管(guǎn)線作爲導壓(yā)管時，兩側導(dao)壓管處于等(děng)高位，穩定運(yun)行後兩側管(guan)線介質趨于(yu)一緻而無零(ling)點壓差存在(zài)。水平安裝時(shi)須在管線完(wán)全排空的前(qián)提下将變送(song)器進行零點(dian)标定，同時在(zài)導壓管底部(bu)設置排放閥(fá)門,定期排出(chū)導壓管線内(nei)的積液、雜質(zhì)等，避免管🔅線(xian)堵塞。
4.2垂直安(an)裝且使用毛(máo)細管導壓時(shí)
　　差壓式流量(liang)計采用垂直(zhí)安裝且使用(yòng)毛細管進行(háng)💋導壓時，需要(yao)進行零點修(xiu)正。如圖2所示(shi)，節流元件兩(liang)端壓力主要(yào)作用于H/L兩個(ge)導壓點的導(dao)壓法蘭膜片(piàn),毛細管導壓(ya)特性使得H/L的(de)安裝🔆位置與(yu)變送器的安(an)裝位置均不(bú)影響在♊空管(guan)情況下的零(líng)點變化。在使(shi)🔴用過程中,管(guǎn)🌈線内會充滿(mǎn)被測介質，此(cǐ)時H/L兩個導壓(yā)🍉點會受到管(guǎn)✂️線内液柱的(de)壓力影響。相(xiang)對于L導壓點(diǎn)來說,H導壓點(dian)在受管線内(nèi)部壓力外,還(hái)承受高度爲(wèi)h的被測介質(zhì)靜壓,因💔此在(zai)使用該變送(song)器壓差進行(hang)🔞流量轉換時(shi)須将液柱🏃‍♂️靜(jing)壓切除,具體(ti)切除值爲:
 
　　式(shi)中:△P爲最終實(shí)際壓差值;△P'爲(wèi)變送器測量(liàng)差壓;ρ爲當前(qian)☔被測介質的(de)實際密度;g爲(wèi)重力加速度(dù);h爲差壓變送(song)器導壓點高(gao)度差。
　　通過上(shàng)述公式進行(hang)零點修正後(hou)，準确切除了(le)零點誤差👄,流(liú)量計測量的(de)值真實可靠(kao)。
 
4.3垂直安裝且(qiě)選用管線導(dǎo)壓時
　　差壓式(shi)流量計采用(yong)垂直安裝且(qie)選用管線導(dao)壓時，管道中(zhong)🥵的介質會通(tong)過導壓點進(jìn)入H/L兩端的導(dǎo)壓管,此時要(yào)求差壓變送(sòng)器安裝位置(zhi)要低于H端或(huò)與H端同高,因(yīn)🌂差壓變送器(qi)在安裝位置(zhi)介于H和L導壓(ya)點之間或高(gāo)于㊙️L端位置時(shi)會出現兩🍓側(ce)導壓管内填(tian)充的🏒介質形(xing)态不一緻,從(cong)而導緻安裝(zhuang)後無法使用(yong)公式進行有(yǒu)效的零點修(xiu)正。
　　以變送器(qi)安裝位置與(yu)H端同高爲例(lì)(見圖3)，在H端變(bian)送❄️器同高且(qie)排空總管的(de)情況下,H端不(bú)受導壓管内(nèi)部介質的液(ye)柱靜壓影響(xiang),在L端則因導(dao)壓管從高處(chù)引至低處,在(zài)介質‼️流動過(guo)程中導壓管(guan)内部被流體(tǐ)介質逐漸充(chōng)滿，且相對主(zhu)管内流動的(de)介質來說，導(dao)壓管内部的(de)介質是處于(yu)相對靜置的(de)狀态，在多相(xiang)流情況下進(jin)行三🚩相分離(lí)，直至管線内(nèi)介質物理性(xing)質⛷️趨于穩定(ding)。因此在使用(yòng)管線導壓時(shi)，差壓變送器(qì)在排空主管(guǎn)線内介質🌈的(de)情況下,H端壓(ya)力爲0,L端則到(dào)受❄️管内液柱(zhù)的壓力影響(xiang),産生ρ1gh的液柱(zhu)靜壓,因此在(zai)空管情況下(xià)差壓變👄送器(qi)的壓力爲:
 
　　式(shi)中:△P爲空管情(qíng)況下變送器(qì)差壓;ρ1爲導壓(yā)管内穩定後(hou)密度;g爲重力(li)加速度;h爲差(chà)壓變送器H/L導(dao)壓點的高✌️度(du)差🧑🏽‍🤝‍🧑🏻。
 
　　在将流體(tǐ)導入主管線(xian)時，介質在主(zhu)管線中自下(xia)而上流動,H導(dǎo)壓點除受管(guan)線内部介質(zhi)攜帶的壓力(lì)外，還承受主(zhu)管線内高度(du)爲h的被測液(ye)柱靜壓。此時(shí),在💃🏻不考慮L端(duān)液柱靜壓時(shi),實際壓差值(zhi)爲測量壓差(cha)和🍓主管線液(yè)柱靜壓之差(chà),與毛細管的(de)導壓方式相(xiàng)同。再将L端的(de)導壓管内液(yè)柱壓力考慮(lü)進計算公式(shi),實❌際壓力爲(wei):
 
　　式中:△P爲最終(zhōng)實際壓差值(zhi);△P´爲變送器測(ce)量壓差;ρ爲當(dāng)前被測介質(zhi)的實際密度(du);ρ1爲導壓管内(nei)穩定後密度(du)🐉;g爲重力加速(sù)度;h爲差壓變(biàn)送器導壓點(diǎn)高度差。由此(cǐ)可以得出，同(tóng)爲垂直安裝(zhuang)的流量計在(zai)使用不同導(dao)壓類别時✉️進(jin)行的修正方(fang)式存在區别(bie)。
5結束語
　　差壓(ya)式流量計的(de)關鍵參數就(jiù)是節流裝置(zhì)前後的❌壓💔差(chà)值,差壓變送(sòng)器的零點修(xiu)正不正确，會(huì)導緻測量值(zhi)出現安裝誤(wu)差,無法通過(guo)多次測量來(lai)消除。可🐉在安(ān)裝時根據節(jie)流元件安裝(zhuāng)方式、現場導(dǎo)壓方式、變送(song)器安裝位置(zhì)進行修正，修(xiū)正後的壓差(cha)值使用轉換(huan)公式計算得(de)到正确流量(liang)值。

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