[摘要]核電(dian)站的孔闆(pǎn)差壓式流(liu)量計 廣泛(fàn)應用,但在(zai)核電站冷(leng)試期間運(yùn)行的系統(tong)中，多次出(chū)現流量變(biàn)送器的波(bo)動情況。論(lun)文結合實(shi)際對冷試(shì)期間出現(xiàn)的 差壓變(biàn)送器 的波(bo)動情況,從(cong)僅表安裝(zhuāng)規範和實(shí)際案例中(zhōng),分析 差壓(ya)流量計 波(bō)動的誤差(cha)來源和控(kong)制策略。
1引(yin)言
　　核電機(ji)組機冷試(shì)期間,先後(hou)多次出現(xian)差壓式流(liu)量變送器(qì)的示值波(bō)動,現在從(cóng)儀表特性(xìng)、安裝、參數(shù)設置等方(fāng)面來對此(cǐ)問題進行(hang)分析。
2差壓(yā)變送器的(de)安裝規範(fàn)
　　差壓變送(sòng)器對流體(tǐ)特性、儀表(biao)安裝位置(zhi)、取樣管線(xiàn)等方面要(yào)求較多,主(zhu)要是如下(xia)幾點:
2.1對流(liú)體和流動(dòng)狀态的要(yào)求
　　壓縮流(liú)體和不可(ke)壓縮流體(tǐ)均可測量(liang),但必須是(shi)均勻單相(xiang)流體;流體(ti)要充滿管(guan)道.管道流(liu)量應随時(shí)間推移基(jī)本維持不(bú)變。
2.2管道條(tiáo)件
　　安裝時(shí)要求節流(liu)件的上下(xia)遊需要有(you)--定長度的(de)直管段(一(yī)般要求上(shàng)遊側>10D,下遊(you)側>5D);節流件(jiàn)安裝在管(guan)道中應保(bao)證與管道(dào)的同心度(du)滿足要求(qiú)。
2.3對于不同(tóng)流體,管道(dào)取樣點位(wèi)置的區别(bié)
　　液體測量(liang):測量液體(ti)流量時,爲(wei)防止渣滓(zǐ)的沉澱,取(qu)壓口應取(qǔ)在被測管(guan)道的側面(miàn)。同時變送(song)器需要安(ān)裝在取壓(yā)口以下,以(yǐ)免氣泡在(zai)引壓管線(xian)内聚集造(zao)成測量波(bō)動,且取樣(yang)管道朝儀(yí)表側需保(bao)持一定的(de)傾斜角度(du).以防止取(qu)樣管内的(de)氣體聚集(jí)，影響測量(liàng)值。
　　氣體測(ce)量:測量氣(qi)體流量時(shi).取壓口應(ying)開在流程(chéng)管道的頂(dǐng)部或側面(mian)。變送器應(ying)安裝在流(liú)程管道以(yi)上高度.以(yǐ)便積聚的(de)液體流入(rù)流程管道(dào)。
　　蒸汽測量(liàng):測量蒸汽(qì)流量時,取(qu)壓口應開(kāi)在流程管(guǎn)道的側面(miàn),并且變送(sòng)器安裝在(zài)取壓口的(de)下面.以便(bian)冷聚液能(néng)充滿在導(dǎo)壓管裏。被(bei)測介質爲(wei)蒸汽時,導(dao)壓管中要(yào)充滿水,以(yǐ)防止蒸汽(qì)直接和變(bian)送器接觸(chù),這樣變送(song)器工作時(shí),其容積變(bian)化量是很(hen)微不足道(dao)的,不需要(yào)安裝冷凝(ning)罐。
2.4對孔闆(pǎn)的要求
　　孔(kǒng)闆入口直(zhí)角銳利度(du)合格,管徑(jing)尺寸與計(ji)算正确,孔(kong)闆厚度誤(wù)差合格,節(jie)流件附件(jiàn)不能産生(shēng)台階.偏心(xīn),孔闆上遊(you)端面平度(du)合格,環室(shi)尺寸不能(néng)産生台階(jiē).偏心，取壓(ya)位置的焊(han)縫不能突(tū)出,取壓孔(kǒng)加工規範(fan)等等。
2.5抑制(zhi)脈動流常(chang)用的措施(shī)
　　當管道中(zhong)流體流速(su)和壓力發(fā)生突然變(bian)化時,容易(yi)造成脈動(dong)流,它能引(yǐn)起差壓的(de)波動,當發(fa)生脈動現(xiàn)象時,會産(chan)生計量誤(wu)差。抑制脈(mo)動流常用(yòng)的措施有(you):①在滿足計(jì)量能力的(de)條件下,應(yīng)選擇内徑(jìng)較小的測(ce)量管,爲提(tí)高差壓和(he)孔徑比;②采(cai)用短引壓(ya)管線.減少(shǎo)管線中的(de)阻力件,并(bing)使上下遊(you)管線長度(du)相等減少(shǎo)系統中産(chǎn)生諧振和(he)壓力脈動(dòng)振幅增加(jiā)。
3流量波動(dòng)、誤差分析(xī)
　　核電站中(zhong)非核級差(cha)壓變送器(qì)主要使用(yòng)的是差壓(ya)變送器.核(hé)級差壓變(biàn)送器主要(yao)使用的是(shi)1151型差壓變(biàn)送器。下面(mian)對産生誤(wù)差的原因(yīn)逐一分析(xi):
3.1被測介質(zhi)實際物理(li)性質的不(bu)确定度因(yin)素
①标準中(zhong)要求管道(dào)内的流體(ti)應爲單相(xiang)的牛頓流(liú)體,若含有(you)一定比例(lì)的懸浮粒(li)雜質則爲(wèi)非牛頓流(liú)體,非牛頓(dun)流體會影(yǐng)響可膨脹(zhàng)性系數e,牛(niú)頓流體中(zhōng)的雜質越(yuè)多,流量測(ce)量的不确(que)定度會增(zēng)加,而孔闆(pan)流量計的(de)計算公式(shì)中ε爲恒I,故(gu)而流量測(cè)量的誤差(chà)會偏大。②流(liu)體相對密(mì)度的影響(xiang):密度參數(shu)是測量中(zhong)非常重要(yao)的參數,密(mì)度測量的(de)不确定度(du)直接影響(xiang)整個測量(liàng)系統的不(bu)确定度.由(you)于壓力.溫(wen)度的波動(dòng),流體相對(dui)密度并不(bu)是一個固(gu)定值。因此(ci)其流量測(ce)量會出現(xiàn)一定程度(dù)的誤差。
3.2測(cè)量中重要(yào)設備的不(bu)确定度因(yin)素
該項不(bu)确定度因(yīn)素主要體(tǐ)現在孔闆(pǎn)β比選擇方(fāng)面,還包括(kuò)二次儀表(biao)的不确定(ding)度。
3.3阻尼系(xi)數不合适(shì)
　　由于阻尼(ni)系數爲廠(chang)家設定在(zài)調試前期(qi)僅會對其(qi)進行校驗(yan),不會修改(gai)内部參數(shù)。說明書中(zhong)對降低噪(zào)聲的方法(fǎ)爲:輸出阻(zǔ)尼和用于(yú)表壓測量(liang)的參考側(ce)濾波。阻尼(ni)時間在出(chū)廠時設定(dìng)爲3.2s.如果變(biàn)送器輸出(chū)仍有噪音(yin).增加阻尼(ni)時間，如果(guo)需要快速(sù)響應,需減(jian)少阻尼時(shi)間。還有另(lìng)外一種降(jiang)低噪音的(de)方法是在(zài)變送器的(de)參考側附(fu)加一-段小(xiao)管作爲壓(ya)力緩沖器(qì)。因此本次(cì)冷試期間(jian).阻尼系數(shù)不合适就(jiu)可能是示(shi)值波動的(de)原因.故可(kě)以嘗試從(cóng)增加阻尼(ní)系數修改(gai)方面來驗(yan)證。
3.4供電電(diàn)壓波動
　　說(shuō)明書對電(diàn)源要求進(jin)行了說明(míng)，要求用直(zhí)流電源供(gòng)電時.紋波(bo)應小于2%,即(ji)電源波動(dòng)範圍應小(xiǎo)于0.48VDC。RRI這三塊(kuai)表爲雙線(xian)制,供電爲(wèi)安全級DCS的(de)卡件,對儀(yi)表的電壓(yā)進行測量(liang).其電壓值(zhí)穩定在标(biao)準範圍内(nei),故該項可(ke)排除。
3.5管道(dào)污物堵塞(sāi)
　　由于液體(tǐ)的取樣管(guan)線一般安(an)裝在流體(tǐ)管道的側(cè)面.因此常(cháng)有雜質沉(chén)澱在取樣(yang)管線中,充(chōng)水排氣後(hòu),大直徑的(de)顆粒沉積(jī)依然無法(fa)完全排盡(jin).這對儀表(biao)波動同樣(yang)有影響。
3.6取(qu)樣點前後(hou)直管段長(zhǎng)度
　　差壓式(shì)流量計對(dui)取樣點前(qián)後直管段(duan)長度有嚴(yán)格的要求(qiu)節流件應(ying)安裝在兩(liǎng)段有恒定(ding)橫截面積(ji)的圓簡形(xing)直管段之(zhi)間，最短直(zhí)管段長度(dù)與節流件(jian)形式,阻流(liú)件形式和(hé)直徑比有(yǒu)關,一般來(lái)說前後直(zhi)管段的長(zhang)度分别爲(wèi)>10D和>SD。
3.7引壓管(guǎn)線的影響(xiǎng)
　　引壓管應(yīng)根據被測(cè)流體的性(xìng)質,選用相(xiàng)應的材料(liào)制造,其内(nei)徑需大于(yu)6mm,長度在16m以(yi)内;引壓管(guǎn)應垂直或(huo)傾斜敷設(shè),其傾斜度(dù)需大于1:12,黏(nián)度較高的(de)流體,其傾(qīng)斜度還需(xū)增大。爲了(le)避免差壓(ya)信号失真(zhēn),正負壓導(dao)引管内應(yīng)将氣體排(pai)空。嚴寒地(di)區的引壓(yā)管線應做(zuo)好防凍措(cuò)施。
3.8節流件(jian)同軸度安(ān)裝偏差
　　節(jiē)流裝置在(zài)工藝管線(xian)上安裝時(shí),應注意上(shàng)下遊直管(guǎn)段與工藝(yi)管道的同(tong)軸度。産品(pǐn)加工中要(yao)确保下列(liè)要求:當節(jie)流件的軸(zhóu)線與上、下(xià)遊側管道(dao)軸線之間(jian)距離ex滿足(zu)下式時流(liú)出系數C無(wú)附加不确(que)定度。
 
　　根據(ju)現場的儀(yi)表安裝參(cān)數.直徑比(bǐ)β=0.45,管道内徑(jìng)爲D-82.54mm,計算可(ke)得流出系(xì)數C在無附(fù)加不确定(ding)的情況下(xia)應ex<Imm,在附加(jia)0.3%不确定的(de)情況下應(yīng)Imm<e,<2mm。現場節流(liu)件的實際(ji)安裝同軸(zhou)度可能存(cun)在該問題(ti)。
4控制誤差(cha)提高計量(liang)正确率的(de)方法
　　因爲(wei)流量測量(liang)計算的不(bú)确定度是(shi)在其他影(ying)響因素都(dōu)不存在附(fu)加誤差的(de)情況下計(jì)算得到的(de).但是使用(yong)中由于各(ge)種原因會(huì)帶來--定的(de)附加誤差(chà),這是需要(yào)消除的。根(gēn)據實際應(yīng)用情況,提(ti)出以下控(kòng)制方法及(jí)建議。
4.1孔闆(pǎn)節流裝置(zhi)必須滿足(zú)标準要求(qiú)
　　孔闆節流(liú)裝置在使(shǐ)用前的安(an)裝中應按(an)照标準設(she)計和安裝(zhuang),應根據孔(kǒng)闆前阻力(li)件形式配(pei)有尼夠長(zhang)度的直管(guan)段。
4.2流體中(zhong)存在脈動(dong)流的改善(shàn)措施
　　核電(dian)站中使用(yòng)的除鹽水(shuǐ)一般能達(dá)到牛頓流(liú)體.但在流(liu)量測量中(zhōng)有多種原(yuán)因會使得(dé)流體脈動(dong)，可以采取(qǔ)以下措施(shi)減小脈動(dòng)流的影響(xiang)。①在滿足計(ji)量能力的(de)條件下,應(yīng)盡量選擇(ze)内徑較小(xiao)的測量管(guǎn),以保證系(xì)統在較高(gao)的雷諾數(shu)下運行。②減(jiǎn)小引壓管(guǎn)線長度,盡(jin)量減少引(yǐn)壓管線系(xì)統中的阻(zǔ)力件,并使(shǐ)上下遊管(guǎn)線長度相(xiàng)等,以減小(xiǎo)諧振和壓(ya)力脈動振(zhèn)幅。③減少流(liu)體中的雜(zá)質,使流體(tǐ)保持均勻(yun)的單相牛(niu)頓流體。
4.3加(jia)強計量管(guan)理,建立健(jian)全各項規(gui)章制度
　　在(zai)孔闆流量(liang)計日常使(shǐ)用過程中(zhōng),要确保正(zheng)确的計量(liàng),還應至少(shǎo)每月一次(cì)清洗檢測(cè)孔闆、檢查(chá)儀表零點(dian).儀表D/A轉換(huan)通道、核對(duì)流量計算(suàn)程序,對有(you)坑蝕及劃(huà)痕的孔闆(pǎn)應及時更(geng)換，同時還(hái)配備孔闆(pan)綜合測試(shì)儀定期對(dui)孔闆進行(háng)幾何尺寸(cùn)檢定。

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