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

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