[摘要]核(hé)電站的孔闆(pan)差壓式流量(liang)計 廣泛應用(yong),但在核電站(zhàn)冷試期間運(yùn)行的系統中(zhōng)，多次出現流(liú)量變送器的(de)波動情況。論(lun)文結合實際(ji)對冷試期間(jian)出現的 差壓(ya)變送器 的波(bō)動情況,從僅(jin)表安裝規範(fàn)和實際案例(li)中,分析 差壓(ya)流量計 波動(dong)的誤差來源(yuán)和控制策略(luè)。
1引言
　　核電機(ji)組機冷試期(qi)間,先後多次(cì)出現差壓式(shi)流量變送器(qì)的示值波動(dong),現在從儀表(biǎo)特性、安裝、參(can)數設置等方(fang)面來對此問(wèn)題進行分析(xī)。
2差壓變送器(qi)的安裝規範(fàn)
　　差壓變送器(qi)對流體特性(xing)、儀表安裝位(wèi)置、取樣管線(xian)等方面要求(qiu)較多,主要是(shi)如下幾點:
2.1對(duì)流體和流動(dong)狀态的要求(qiu)
　　壓縮流體和(he)不可壓縮流(liu)體均可測量(liàng),但必須是均(jun)勻單相流體(ti);流體要充滿(mǎn)管道.管道流(liu)量應随時間(jiān)推移基本維(wei)持不變。
2.2管道(dào)條件
　　安裝時(shi)要求節流件(jiàn)的上下遊需(xu)要有--定長度(dù)的直管段(一(yī)般要求上遊(you)側>10D,下遊側>5D);節(jie)流件安裝在(zai)管道中應保(bǎo)證與管道的(de)同心度滿足(zú)要求。
2.3對于不(bú)同流體,管道(dao)取樣點位置(zhì)的區别
　　液體(tǐ)測量:測量液(ye)體流量時,爲(wei)防止渣滓的(de)沉澱,取壓口(kou)應取在被測(ce)管道的側面(miàn)。同時變送器(qi)需要安裝在(zai)取壓口以下(xià),以免氣泡在(zài)引壓管線内(nei)聚集造成測(ce)量波動,且取(qǔ)樣管道朝儀(yi)表側需保持(chi)一定的傾斜(xié)角度.以防止(zhǐ)取樣管内的(de)氣體聚集，影(ying)響測量值。
　　氣(qì)體測量:測量(liàng)氣體流量時(shí).取壓口應開(kāi)在流程管道(dào)的頂部或側(ce)面。變送器應(ying)安裝在流程(chéng)管道以上高(gao)度.以便積聚(ju)的液體流入(ru)流程管道。
　　蒸(zhēng)汽測量:測量(liang)蒸汽流量時(shi),取壓口應開(kai)在流程管道(dào)的側面,并且(qiě)變送器安裝(zhuang)在取壓口的(de)下面.以便冷(leng)聚液能充滿(man)在導壓管裏(li)。被測介質爲(wèi)蒸汽時,導壓(ya)管中要充滿(mǎn)水,以防止蒸(zheng)汽直接和變(bian)送器接觸,這(zhe)樣變送器工(gong)作時,其容積(ji)變化量是很(hen)微不足道的(de),不需要安裝(zhuang)冷凝罐。
2.4對孔(kong)闆的要求
　　孔(kǒng)闆入口直角(jiǎo)銳利度合格(ge),管徑尺寸與(yu)計算正确,孔(kong)闆厚度誤差(cha)合格,節流件(jiàn)附件不能産(chǎn)生台階.偏心(xin),孔闆上遊端(duan)面平度合格(gé),環室尺寸不(bu)能産生台階(jiē).偏心，取壓位(wèi)置的焊縫不(bu)能突出,取壓(ya)孔加工規範(fan)等等。
2.5抑制脈(mò)動流常用的(de)措施
　　當管道(dao)中流體流速(sù)和壓力發生(sheng)突然變化時(shí),容易造成脈(mò)動流,它能引(yǐn)起差壓的波(bo)動,當發生脈(mo)動現象時,會(huì)産生計量誤(wu)差。抑制脈動(dong)流常用的措(cuò)施有:①在滿足(zú)計量能力的(de)條件下,應選(xuǎn)擇内徑較小(xiao)的測量管,爲(wei)提高差壓和(hé)孔徑比;②采用(yòng)短引壓管線(xiàn).減少管線中(zhōng)的阻力件,并(bing)使上下遊管(guan)線長度相等(děng)減少系統中(zhōng)産生諧振和(hé)壓力脈動振(zhèn)幅增加。
3流量(liang)波動、誤差分(fèn)析
　　核電站中(zhong)非核級差壓(ya)變送器主要(yào)使用的是差(chà)壓變送器.核(hé)級差壓變送(sòng)器主要使用(yòng)的是1151型差壓(ya)變送器。下面(miàn)對産生誤差(cha)的原因逐一(yi)分析:
3.1被測介(jie)質實際物理(lǐ)性質的不确(què)定度因素
①标(biao)準中要求管(guǎn)道内的流體(tǐ)應爲單相的(de)牛頓流體,若(ruò)含有一定比(bi)例的懸浮粒(li)雜質則爲非(fēi)牛頓流體,非(fēi)牛頓流體會(hui)影響可膨脹(zhang)性系數e,牛頓(dun)流體中的雜(za)質越多,流量(liàng)測量的不确(què)定度會增加(jia),而孔闆流量(liang)計的計算公(gong)式中ε爲恒I,故(gù)而流量測量(liàng)的誤差會偏(piān)大。②流體相對(dui)密度的影響(xiang):密度參數是(shì)測量中非常(chang)重要的參數(shu),密度測量的(de)不确定度直(zhi)接影響整個(gè)測量系統的(de)不确定度.由(you)于壓力.溫度(du)的波動,流體(tǐ)相對密度并(bìng)不是一個固(gu)定值。因此其(qí)流量測量會(hui)出現一定程(chéng)度的誤差。
3.2測(ce)量中重要設(she)備的不确定(ding)度因素
該項(xiàng)不确定度因(yin)素主要體現(xiàn)在孔闆β比選(xuǎn)擇方面,還包(bao)括二次儀表(biǎo)的不确定度(dù)。
3.3阻尼系數不(bú)合适
　　由于阻(zǔ)尼系數爲廠(chang)家設定在調(diào)試前期僅會(hui)對其進行校(xiào)驗,不會修改(gai)内部參數。說(shuo)明書中對降(jiang)低噪聲的方(fāng)法爲:輸出阻(zǔ)尼和用于表(biǎo)壓測量的參(cān)考側濾波。阻(zu)尼時間在出(chu)廠時設定爲(wèi)3.2s.如果變送器(qi)輸出仍有噪(zào)音.增加阻尼(ni)時間，如果需(xū)要快速響應(yīng),需減少阻尼(ní)時間。還有另(ling)外一種降低(di)噪音的方法(fa)是在變送器(qì)的參考側附(fù)加一-段小管(guan)作爲壓力緩(huǎn)沖器。因此本(běn)次冷試期間(jian).阻尼系數不(bú)合适就可能(néng)是示值波動(dòng)的原因.故可(ke)以嘗試從增(zēng)加阻尼系數(shù)修改方面來(lái)驗證。
3.4供電電(dian)壓波動
　　說明(míng)書對電源要(yao)求進行了說(shuo)明，要求用直(zhi)流電源供電(dian)時.紋波應小(xiao)于2%,即電源波(bo)動範圍應小(xiao)于0.48VDC。RRI這三塊表(biao)爲雙線制,供(gòng)電爲安全級(jí)DCS的卡件,對儀(yí)表的電壓進(jìn)行測量.其電(dian)壓值穩定在(zai)标準範圍内(nèi),故該項可排(pai)除。
3.5管道污物(wù)堵塞
　　由于液(ye)體的取樣管(guǎn)線一般安裝(zhuāng)在流體管道(dao)的側面.因此(ci)常有雜質沉(chen)澱在取樣管(guǎn)線中,充水排(pái)氣後,大直徑(jing)的顆粒沉積(jī)依然無法完(wán)全排盡.這對(duì)儀表波動同(tóng)樣有影響。
3.6取(qǔ)樣點前後直(zhí)管段長度
　　差(chà)壓式流量計(ji)對取樣點前(qian)後直管段長(zhang)度有嚴格的(de)要求節流件(jian)應安裝在兩(liǎng)段有恒定橫(héng)截面積的圓(yuan)簡形直管段(duàn)之間，最短直(zhí)管段長度與(yu)節流件形式(shi),阻流件形式(shì)和直徑比有(yǒu)關,一般來說(shuō)前後直管段(duan)的長度分别(bié)爲>10D和>SD。
3.7引壓管(guǎn)線的影響
　　引(yin)壓管應根據(ju)被測流體的(de)性質,選用相(xiàng)應的材料制(zhì)造,其内徑需(xū)大于6mm,長度在(zài)16m以内;引壓管(guǎn)應垂直或傾(qīng)斜敷設,其傾(qīng)斜度需大于(yu)1:12,黏度較高的(de)流體,其傾斜(xie)度還需增大(da)。爲了避免差(cha)壓信号失真(zhen),正負壓導引(yǐn)管内應将氣(qi)體排空。嚴寒(hán)地區的引壓(yā)管線應做好(hao)防凍措施。
3.8節(jiē)流件同軸度(dù)安裝偏差
　　節(jiē)流裝置在工(gōng)藝管線上安(ān)裝時,應注意(yì)上下遊直管(guan)段與工藝管(guǎn)道的同軸度(dù)。産品加工中(zhong)要确保下列(lie)要求:當節流(liu)件的軸線與(yu)上、下遊側管(guǎn)道軸線之間(jiān)距離ex滿足下(xia)式時流出系(xi)數C無附加不(bú)确定度。
 
　　根據(ju)現場的儀表(biao)安裝參數.直(zhí)徑比β=0.45,管道内(nei)徑爲D-82.54mm,計算可(kě)得流出系數(shù)C在無附加不(bú)确定的情況(kuàng)下應ex<Imm,在附加(jiā)0.3%不确定的情(qing)況下應Imm<e,<2mm。現場(chǎng)節流件的實(shi)際安裝同軸(zhóu)度可能存在(zài)該問題。
4控制(zhì)誤差提高計(jì)量正确率的(de)方法
　　因爲流(liu)量測量計算(suan)的不确定度(dù)是在其他影(ying)響因素都不(bu)存在附加誤(wù)差的情況下(xià)計算得到的(de).但是使用中(zhong)由于各種原(yuan)因會帶來--定(ding)的附加誤差(cha),這是需要消(xiāo)除的。根據實(shi)際應用情況(kuàng),提出以下控(kòng)制方法及建(jiàn)議。
4.1孔闆節流(liu)裝置必須滿(mǎn)足标準要求(qiú)
　　孔闆節流裝(zhuāng)置在使用前(qian)的安裝中應(yīng)按照标準設(she)計和安裝,應(yīng)根據孔闆前(qian)阻力件形式(shi)配有尼夠長(zhǎng)度的直管段(duan)。
4.2流體中存在(zai)脈動流的改(gǎi)善措施
　　核電(dian)站中使用的(de)除鹽水一般(bān)能達到牛頓(dun)流體.但在流(liu)量測量中有(you)多種原因會(hui)使得流體脈(mo)動，可以采取(qǔ)以下措施減(jiǎn)小脈動流的(de)影響。①在滿足(zú)計量能力的(de)條件下,應盡(jìn)量選擇内徑(jìng)較小的測量(liàng)管,以保證系(xì)統在較高的(de)雷諾數下運(yun)行。②減小引壓(yā)管線長度,盡(jin)量減少引壓(yā)管線系統中(zhōng)的阻力件,并(bing)使上下遊管(guan)線長度相等(deng),以減小諧振(zhèn)和壓力脈動(dong)振幅。③減少流(liú)體中的雜質(zhi),使流體保持(chi)均勻的單相(xiang)牛頓流體。
4.3加(jiā)強計量管理(li),建立健全各(ge)項規章制度(dù)
　　在孔闆流量(liang)計日常使用(yòng)過程中,要确(què)保正确的計(jì)量,還應至少(shao)每月一次清(qing)洗檢測孔闆(pan)、檢查儀表零(líng)點.儀表D/A轉換(huan)通道、核對流(liú)量計算程序(xù),對有坑蝕及(jí)劃痕的孔闆(pan)應及時更換(huan)，同時還配備(bèi)孔闆綜合測(cè)試儀定期對(duì)孔闆進行幾(jǐ)何尺寸檢定(dìng)。

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