[摘要(yao)]核電站的(de)孔闆差壓(ya)式流量計(ji) 廣泛應用(yong),但在核電(dian)站冷試期(qi)間運行的(de)系統中，多(duo)次出現流(liu)量變送器(qi)的波動情(qing)況。論文結(jie)合實際對(dui)冷試期間(jian)出現的 差(cha)壓變送器(qi) 的波動情(qing)況,從僅表(biao)安裝規範(fan)和實際案(an)例中,分析(xi) 差壓流量(liang)計 波動的(de)誤差來源(yuan)和控制策(ce)略。
1引言
　　核(he)電機組機(ji)冷試期間(jian),先後多次(ci)出現差壓(ya)式流量變(bian)送器的示(shi)值波動,現(xian)在從儀表(biao)特性、安裝(zhuang)、參數設置(zhi)等方面來(lai)對此問題(ti)進行分析(xi)。
2差壓變送(song)器的安裝(zhuang)規範
　　差壓(ya)變送器對(dui)流體特性(xing)、儀表安裝(zhuang)位置、取樣(yang)管線等方(fang)面要求較(jiao)多,主要是(shi)如下幾點(dian):
2.1對流體和(he)流動狀态(tai)的要求
　　壓(ya)縮流體和(he)不可壓縮(suo)流體均可(ke)測量,但必(bi)須是均勻(yun)單相流體(ti);流體要充(chong)滿管道.管(guan)道流量應(ying)随時間推(tui)移基本維(wei)持不變。
2.2管(guan)道條件
　　安(an)裝時要求(qiu)節流件的(de)上下遊需(xu)要有--定長(zhang)度的直管(guan)段(一般要(yao)求上遊側(ce)>10D,下遊側>5D);節(jie)流件安裝(zhuang)在管道中(zhong)應保證與(yu)管道的同(tong)心度滿足(zu)要求。
2.3對于(yu)不同流體(ti),管道取樣(yang)點位置的(de)區别
　　液體(ti)測量:測量(liang)液體流量(liang)時,爲防止(zhi)渣滓的沉(chen)澱,取壓口(kou)應取在被(bei)測管道的(de)側面。同時(shi)變送器需(xu)要安裝在(zai)取壓口以(yi)下,以免氣(qi)泡在引壓(ya)管線内聚(ju)集造成測(ce)量波動,且(qie)取樣管道(dao)朝儀表側(ce)需保持一(yi)定的傾斜(xie)角度.以防(fang)止取樣管(guan)内的氣體(ti)聚集，影響(xiang)測量值。
　　氣(qi)體測量:測(ce)量氣體流(liu)量時.取壓(ya)口應開在(zai)流程管道(dao)的頂部或(huo)側面。變送(song)器應安裝(zhuang)在流程管(guan)道以上高(gao)度.以便積(ji)聚的液體(ti)流入流程(cheng)管道。
　　蒸汽(qi)測量:測量(liang)蒸汽流量(liang)時,取壓口(kou)應開在流(liu)程管道的(de)側面,并且(qie)變送器安(an)裝在取壓(ya)口的下面(mian).以便冷聚(ju)液能充滿(man)在導壓管(guan)裏。被測介(jie)質爲蒸汽(qi)時,導壓管(guan)中要充滿(man)水,以防止(zhi)蒸汽直接(jie)和變送器(qi)接觸,這樣(yang)變送器工(gong)作時,其容(rong)積變化量(liang)是很微不(bu)足道的,不(bu)需要安裝(zhuang)冷凝罐。
2.4對(dui)孔闆的要(yao)求
　　孔闆入(ru)口直角銳(rui)利度合格(ge),管徑尺寸(cun)與計算正(zheng)确,孔闆厚(hou)度誤差合(he)格,節流件(jian)附件不能(neng)産生台階(jie).偏心,孔闆(pan)上遊端面(mian)平度合格(ge),環室尺寸(cun)不能産生(sheng)台階.偏心(xin)，取壓位置(zhi)的焊縫不(bu)能突出,取(qu)壓孔加工(gong)規範等等(deng)。
2.5抑制脈動(dong)流常用的(de)措施
　　當管(guan)道中流體(ti)流速和壓(ya)力發生突(tu)然變化時(shi),容易造成(cheng)脈動流,它(ta)能引起差(cha)壓的波動(dong),當發生脈(mo)動現象時(shi),會産生計(ji)量誤差。抑(yi)制脈動流(liu)常用的措(cuo)施有:①在滿(man)足計量能(neng)力的條件(jian)下,應選擇(ze)内徑較小(xiao)的測量管(guan),爲提高差(cha)壓和孔徑(jing)比;②采用短(duan)引壓管線(xian).減少管線(xian)中的阻力(li)件,并使上(shang)下遊管線(xian)長度相等(deng)減少系統(tong)中産生諧(xie)振和壓力(li)脈動振幅(fu)增加。
3流量(liang)波動、誤差(cha)分析
　　核電(dian)站中非核(he)級差壓變(bian)送器主要(yao)使用的是(shi)差壓變送(song)器.核級差(cha)壓變送器(qi)主要使用(yong)的是1151型差(cha)壓變送器(qi)。下面對産(chan)生誤差的(de)原因逐一(yi)分析:
3.1被測(ce)介質實際(ji)物理性質(zhi)的不确定(ding)度因素
①标(biao)準中要求(qiu)管道内的(de)流體應爲(wei)單相的牛(niu)頓流體,若(ruo)含有一定(ding)比例的懸(xuan)浮粒雜質(zhi)則爲非牛(niu)頓流體,非(fei)牛頓流體(ti)會影響可(ke)膨脹性系(xi)數e,牛頓流(liu)體中的雜(za)質越多,流(liu)量測量的(de)不确定度(du)會增加,而(er)孔闆流量(liang)計的計算(suan)公式中ε爲(wei)恒I,故而流(liu)量測量的(de)誤差會偏(pian)大。②流體相(xiang)對密度的(de)影響:密度(du)參數是測(ce)量中非常(chang)重要的參(can)數,密度測(ce)量的不确(que)定度直接(jie)影響整個(ge)測量系統(tong)的不确定(ding)度.由于壓(ya)力.溫度的(de)波動,流體(ti)相對密度(du)并不是一(yi)個固定值(zhi)。因此其流(liu)量測量會(hui)出現一定(ding)程度的誤(wu)差。
3.2測量中(zhong)重要設備(bei)的不确定(ding)度因素
該(gai)項不确定(ding)度因素主(zhu)要體現在(zai)孔闆β比選(xuan)擇方面,還(hai)包括二次(ci)儀表的不(bu)确定度。
3.3阻(zu)尼系數不(bu)合适
　　由于(yu)阻尼系數(shu)爲廠家設(she)定在調試(shi)前期僅會(hui)對其進行(hang)校驗,不會(hui)修改内部(bu)參數。說明(ming)書中對降(jiang)低噪聲的(de)方法爲:輸(shu)出阻尼和(he)用于表壓(ya)測量的參(can)考側濾波(bo)。阻尼時間(jian)在出廠時(shi)設定爲3.2s.如(ru)果變送器(qi)輸出仍有(you)噪音.增加(jia)阻尼時間(jian)，如果需要(yao)快速響應(ying),需減少阻(zu)尼時間。還(hai)有另外一(yi)種降低噪(zao)音的方法(fa)是在變送(song)器的參考(kao)側附加一(yi)-段小管作(zuo)爲壓力緩(huan)沖器。因此(ci)本次冷試(shi)期間.阻尼(ni)系數不合(he)适就可能(neng)是示值波(bo)動的原因(yin).故可以嘗(chang)試從增加(jia)阻尼系數(shu)修改方面(mian)來驗證。
3.4供(gong)電電壓波(bo)動
　　說明書(shu)對電源要(yao)求進行了(le)說明，要求(qiu)用直流電(dian)源供電時(shi).紋波應小(xiao)于2%,即電源(yuan)波動範圍(wei)應小于0.48VDC。RRI這(zhe)三塊表爲(wei)雙線制,供(gong)電爲安全(quan)級DCS的卡件(jian),對儀表的(de)電壓進行(hang)測量.其電(dian)壓值穩定(ding)在标準範(fan)圍内,故該(gai)項可排除(chu)。
3.5管道污物(wu)堵塞
　　由于(yu)液體的取(qu)樣管線一(yi)般安裝在(zai)流體管道(dao)的側面.因(yin)此常有雜(za)質沉澱在(zai)取樣管線(xian)中,充水排(pai)氣後,大直(zhi)徑的顆粒(li)沉積依然(ran)無法完全(quan)排盡.這對(dui)儀表波動(dong)同樣有影(ying)響。
3.6取樣點(dian)前後直管(guan)段長度
　　差(cha)壓式流量(liang)計對取樣(yang)點前後直(zhi)管段長度(du)有嚴格的(de)要求節流(liu)件應安裝(zhuang)在兩段有(you)恒定橫截(jie)面積的圓(yuan)簡形直管(guan)段之間，最(zui)短直管段(duan)長度與節(jie)流件形式(shi),阻流件形(xing)式和直徑(jing)比有關,一(yi)般來說前(qian)後直管段(duan)的長度分(fen)别爲>10D和>SD。
3.7引(yin)壓管線的(de)影響
　　引壓(ya)管應根據(ju)被測流體(ti)的性質,選(xuan)用相應的(de)材料制造(zao),其内徑需(xu)大于6mm,長度(du)在16m以内;引(yin)壓管應垂(chui)直或傾斜(xie)敷設,其傾(qing)斜度需大(da)于1:12,黏度較(jiao)高的流體(ti),其傾斜度(du)還需增大(da)。爲了避免(mian)差壓信号(hao)失真,正負(fu)壓導引管(guan)内應将氣(qi)體排空。嚴(yan)寒地區的(de)引壓管線(xian)應做好防(fang)凍措施。
3.8節(jie)流件同軸(zhou)度安裝偏(pian)差
　　節流裝(zhuang)置在工藝(yi)管線上安(an)裝時,應注(zhu)意上下遊(you)直管段與(yu)工藝管道(dao)的同軸度(du)。産品加工(gong)中要确保(bao)下列要求(qiu):當節流件(jian)的軸線與(yu)上、下遊側(ce)管道軸線(xian)之間距離(li)ex滿足下式(shi)時流出系(xi)數C無附加(jia)不确定度(du)。
 
　　根據現場(chang)的儀表安(an)裝參數.直(zhi)徑比β=0.45,管道(dao)内徑爲D-82.54mm,計(ji)算可得流(liu)出系數C在(zai)無附加不(bu)确定的情(qing)況下應ex<Imm,在(zai)附加0.3%不确(que)定的情況(kuang)下應Imm<e,<2mm。現場(chang)節流件的(de)實際安裝(zhuang)同軸度可(ke)能存在該(gai)問題。
4控制(zhi)誤差提高(gao)計量正确(que)率的方法(fa)
　　因爲流量(liang)測量計算(suan)的不确定(ding)度是在其(qi)他影響因(yin)素都不存(cun)在附加誤(wu)差的情況(kuang)下計算得(de)到的.但是(shi)使用中由(you)于各種原(yuan)因會帶來(lai)--定的附加(jia)誤差,這是(shi)需要消除(chu)的。根據實(shi)際應用情(qing)況,提出以(yi)下控制方(fang)法及建議(yi)。
4.1孔闆節流(liu)裝置必須(xu)滿足标準(zhun)要求
　　孔闆(pan)節流裝置(zhi)在使用前(qian)的安裝中(zhong)應按照标(biao)準設計和(he)安裝,應根(gen)據孔闆前(qian)阻力件形(xing)式配有尼(ni)夠長度的(de)直管段。
4.2流(liu)體中存在(zai)脈動流的(de)改善措施(shi)
　　核電站中(zhong)使用的除(chu)鹽水一般(ban)能達到牛(niu)頓流體.但(dan)在流量測(ce)量中有多(duo)種原因會(hui)使得流體(ti)脈動，可以(yi)采取以下(xia)措施減小(xiao)脈動流的(de)影響。①在滿(man)足計量能(neng)力的條件(jian)下,應盡量(liang)選擇内徑(jing)較小的測(ce)量管,以保(bao)證系統在(zai)較高的雷(lei)諾數下運(yun)行。②減小引(yin)壓管線長(zhang)度,盡量減(jian)少引壓管(guan)線系統中(zhong)的阻力件(jian),并使上下(xia)遊管線長(zhang)度相等,以(yi)減小諧振(zhen)和壓力脈(mo)動振幅。③減(jian)少流體中(zhong)的雜質,使(shi)流體保持(chi)均勻的單(dan)相牛頓流(liu)體。
4.3加強計(ji)量管理,建(jian)立健全各(ge)項規章制(zhi)度
　　在孔闆(pan)流量計日(ri)常使用過(guo)程中,要确(que)保正确的(de)計量,還應(ying)至少每月(yue)一次清洗(xi)檢測孔闆(pan)、檢查儀表(biao)零點.儀表(biao)D/A轉換通道(dao)、核對流量(liang)計算程序(xu),對有坑蝕(shi)及劃痕的(de)孔闆應及(ji)時更換，同(tong)時還配備(bei)孔闆綜合(he)測試儀定(ding)期對孔闆(pan)進行幾何(he)尺寸檢定(ding)。

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