摘要：分(fen)析了差壓式(shi)流量計 在煤(méi)氣計量中在(zai)符合國家标(biāo)準規定狀态(tài)下計量時⛹🏻‍♀️的(de)相對誤差及(jí)計算公式，以(yǐ)及在不符合(hé)國家标準狀(zhuang)态下計量時(shi)産生誤差的(de)原因。
1前言
　　差(cha)壓式流量計(ji)使用曆史悠(you)久，由于它具(jù)有原理簡明(míng)，設備簡單,應(ying)用技術比較(jiào)成熟，容易掌(zhang)握等優點被(bei)廣泛應用于(yu)工業❓生産中(zhong)。在煤氣的計(ji)量中也常常(chang)使用差壓式(shi)流量計。但差(chà)壓式流量計(ji)在現場實際(ji)應用時,它的(de)測量誤差往(wǎng)往超過2%,有時(shí)甚至達到👈10~20%。特(tè)别是在采用(yong)差壓式流量(liàng)計作爲工藝(yi)生産過程中(zhōng)物料(水.蒸汽(qì)📞、煤氣以及各(gè)種原料、半成(chéng)品、成品等液(ye)體和氣體)的(de)計量,進行經(jīng)濟核算時，這(zhè)一矛盾更👣顯(xian)🏒突出。
2差壓式(shi)流量計工作(zuo)原理及實用(yong)流量公式
　　在(zai)管道中流動(dòng)的流體，具有(yǒu)動能和位能(néng)，并在-定的條(tiao)件下兩種形(xing)勢的能量可(kě)以互相轉換(huàn)，但參加轉換(huan)的能量總和(he)是不變的。在(zài)管道中安裝(zhuang)-一個直徑比(bǐ)管徑爲小的(de)節流件時，流(liu)體在管道中(zhong)的流動,.由于(yu)流通截面突(tū)然縮小，流束(shu)必然要産生(sheng)局部收縮,流(liú)速加快。根據(jù)能量守恒定(ding)律,動壓能和(he)靜壓能在一(yī)定條件下可(ke)以互相轉換(huàn)，流速加快的(de)結果必然要(yao)導緻靜壓能(neng)的降低，因而(er)在節流件的(de)上、下遊之間(jian)産生了靜壓(ya)差。這個靜壓(yā)差的大小和(hé)流過流體✉️的(de)流量有關,所(suǒ)以,可通🔴過此(cǐ)靜🐕壓差來求(qiú)流量。
 
式中:Q一(yī)工作狀态下(xia)的體積流量(liàng),m³/h
α一流量系數(shù);
ε一流束膨脹(zhang)系數;
d一工作(zuò)狀态下的節(jiē)流件開孔直(zhí)徑，mm,
△P一差壓力(lì)kgf/m2
ρ1一工作狀态(tài)下,被測流體(tǐ)的密度,kgf/m3
3在标(biāo)準規定狀态(tài)下計時相對(duì)标準誤差分(fen)析及計算🔞公(gōng)式🤩
　　由上式可(ke)見标準節流(liú)裝置測量是(shi)通過間接方(fāng)式實現的，即(ji)通🚶‍♀️過差壓儀(yi)表測量出差(chà)壓，再根據流(liú)量⛹🏻‍♀️公式計算(suàn)出流量值😘。這(zhè)樣流量測量(liàng)誤差不僅受(shou)差📞壓儀表❓精(jing)度的⚽影響，并(bing)且還受到公(gōng)式中各量的(de)影響。如果在(zài)煤氣的計量(liang)中對标準節(jiē)流裝置的設(shè)計、制造、安裝(zhuāng)和使用完全(quán)按國家标準(zhǔn)的規定進行(hang)，其㊙️相對标準(zhǔn)誤差用下式(shì)計算:
　　式中:σm一(yī)質量流量測(cè)量的标準誤(wù)差;
 
σa一糙管流(liu)量系數的标(biao)準誤差;
σe一流(liú)束膨脹系數(shù)的标準誤差(cha);
σ△p一差壓測量(liang)的标準誤差(chà);
σp1一被測流體(tǐ)密度的标準(zhǔn)誤差;
σD一管道(dao)内徑的标準(zhǔn)誤差;
σd一節流(liu)件開孔直徑(jing)的标準誤差(cha)。
3.1流量系數的(de)基本相對誤(wù)差
　　流量系數(shu)α是一個影響(xiang)因素複雜、變(biàn)化範圍較大(da)的重要系數(shù)，當㊙️管道直徑(jìng)、節流件的形(xing)式和開孔直(zhí)徑、取壓㊙️位置(zhì)已定,雷諾數(shu)大📱于某-數值(zhí)(界限累諾數(shu))時,α值可認爲(wei)是一常數,也(yě)隻有在測量(liang)過程:中α保持(chi)爲常數才能(néng)保證測量的(de)精度,這📧也是(shi)差壓式流量(liang)計📐能否達到(dao)正确測量的(de)前提。由于流(liú)量系數是靠(kao)試驗提供的(de),是👌由很多次(ci)測量結果整(zheng)理計算而得(dé)到的，因而由(you)于測量儀表(biǎo)的誤差及由(you)于計算時各(ge)量的誤差累(lei)積成流量系(xi)數的誤差。在(zài)不♍計β、D、Rep和d值的(de)測量誤差時(shi),各标準節流(liu)裝置的α0和α的(de)基本相對🥵誤(wù)差分别按下(xià)列公式計算(suàn)。
3.1.1角接取壓标(biāo)準孔闆在節(jie)流件上遊側(cè)的管道沒有(you)管徑🙇‍♀️突變，節(jie)流件的安裝(zhuang)經檢驗其偏(piān)心率≤1/10x0.015D(1/β-1),環室(或(huo)夾緊環)的開(kāi)孔直徑💰與管(guǎn)道内徑相等(děng)，在此條件下(xià)，角接取📧壓孔(kǒng)闆.的光管流(liu)量系🔱數α0的基(ji)本相對誤差(chà)爲:
 
3.2流束膨脹(zhàng)系數ε的基本(běn)相對誤差σε/ε.
　　流(liú)束膨脹系數(shu)，對于标準噴(pēn)嘴是通過公(gōng)式計算出🤩來(lái)的🏃‍♀️，對于标準(zhǔn)孔闆是靠試(shi)驗結果整理(lǐ)出來的，.因🙇🏻而(er)是存在誤差(chà)✊的。設β、△P/P1和k爲👈已(yǐ)知,且不計其(qí)誤差時,ε的基(jī)本相🤞對誤差(cha)規定如下:
3.2.1角(jiǎo)接取壓孔闆(pǎn)
3.2.2法蘭取壓标(biāo)準孔闆
 
σε/ε=±(△P/P1)%
3.3管道(dào)内徑的基本(běn)相對誤差σD/D
　　若(ruo)D20爲實測值時(shi)，可令σD/D=±0.1%作爲估(gū)計值;
　　若D20爲管(guan)徑的公稱直(zhí)徑,可令σD/D=±0.5~1.0%。
3.4節流(liú)開孔直徑的(de)基本相對誤(wù)差σs/d
　　d20必須實測(cè),可令σd/d≈±0.05%。
3.5差壓測(cè)量的基本相(xiàng)對誤差σap/AP
　　這裏(li)僅考慮差壓(yā)顯示儀表誤(wu)差σ△p/△P的估計方(fang)法。
σ△p/△P=1/3ζ△P/△P1
　　式中ζ爲差(chà)壓儀表的精(jīng)度等級，△P1爲預(yu)定的差壓測(ce)值🏃🏻。在節流設(she)計㊙️中,取△Pano
3.6煤氣(qì)密度的基本(běn)相對誤差σp1/ρ1
4在(zai)非标準規定(dìng)狀态下計量(liang)時造成測量(liang)誤差的原因(yin)
 
　　差壓式流量(liàng)計在煤氣計(jì)量的實際應(yīng)用中，安裝和(he)使用條件等(deng)往往不符合(hé)标準規定，在(zài)隻要求流量(liàng)相對☔值的場(chǎng)合✌️下，對流量(liàng)的指示值和(he)實際值之間(jian)的偏差往往(wǎng)不🔴被注意，但(dàn)事實，上确是(shi)客觀存在的(de)。下面分析造(zào)成測量誤差(chà)的原因。
4.1煤氣(qì)的工作狀态(tai)的變動
　　焦爐(lú)煤氣流體狀(zhuang)态受生産狀(zhuang)況的制約,變(biàn)化較頻繁,煤(méi)氣的瞬🧡時流(liú)量是流體工(gōng)況的函數。而(ér)工況參♋數是(shi)瞬變的，以瞬(shùn)時參數計算(suàn)并累計流量(liàng)才是符⭕合流(liu)量計量的科(kē)學方⭕法。要很(hen)好地解決繁(fán)瑣而複雜的(de)溫度..壓力、差(cha)壓、孔闆、管道(dao)等補償的問(wèn)題,才能🌈保證(zheng)流量測量的(de)準确率。否則(zé)，就會造成計(jì)量誤差。
4.2壓力(li)損失
　　煤氣流(liú)束通過節流(liú)件時，-部分能(néng)量用來克服(fu)摩擦阻力和(he)消耗在節流(liu)件後形成的(de)旋渦上。因而(er)，通過❗節流㊙️件(jian)後流體的靜(jing)壓力并不能(neng)完全恢複，而(er)有一些損失(shī)。
4.3密度的變化(hua)
　　煤氣的密度(du)，對于流量測(cè)量精度的影(ying)響，與差壓處(chù)于☁️同等地📐位(wèi),因此必須對(dui)它進行正确(què)的計算。煤氣(qi)是一種混合(hé)氣體含CO、CO2、H2、CH4、N2、O2、NH3、HCN等成(cheng)分。工作狀态(tài)下,煤氣的密(mì)度服從疊加(jia)規律,可按下(xià)式計算:
ρ煤氣(qi)=X1ρ1+X2ρ2+....100
ρ煤氣-煤氣的(de)密度,kg/m³
ρ1、ρ2~ρn煤氣各(ge)組分的密度(du),kg/m³
X1、X2--Xn混合氣體各(gè)組分的體積(ji)百分數,%
4.3.1煤氣(qi)組份對密度(dù)的影響
　　不同(tóng)的煤資源和(hé)工藝操作都(dōu)會對煤氣的(de)組成造成🔞影(ying)響，如不能正(zheng)确的測算出(chu)煤氣的成分(fen),煤氣的密度(dù)就會産生變(bian)化。
4.3.2濕度對密(mi)度的影響
　　焦(jiāo)爐煤氣是濕(shī)煤氣，輸送煤(méi)氣的管道沒(méi)有保溫措施(shi)，介質受環境(jìng)的影響是明(míng)顯的，随季節(jie)和環境溫📧度(du)的不同，介質(zhì)溫度❗也會産(chan)生相應的變(biàn)化，在不同💋溫(wen)度下🏃介質的(de)♍飽和水汽含(han)量😄是不同的(de)，直接影響了(le)煤氣的密度(du)。
4.4節流裝置安(an)裝不正确引(yin)起的誤差
　　孔(kong)闆的尖銳一(yī)側應迎着流(liu)向，爲人口端(duan)，而其呈喇💚叭(bā)形一側爲出(chu)口端，即孔闆(pan)不能裝反。除(chú)此之外，由于(yu)安裝不正确(que)🐅引起的測量(liàng)誤差，往往是(shi)由于孔闆㊙️開(kāi)孔中心和管(guǎn)道中心線不(bu)同心造成。因(yin)此，在結構設(shè)計、加工制造(zao)和安🆚裝中,必(bì)須十分注意(yi)。管道實際内(nei)徑和計算時(shí)所用的管道(dào)内徑之間的(de)差别，以及墊(niàn)片等凸出🌈物(wù)的出現、引壓(yā)管路上的毛(mao)病等，也是引(yǐn)起測量👨‍❤️‍👨誤差(chà)的原因。
4.5節流(liu)裝置内表面(mian)的結垢和流(liú)通截面積的(de)變化
　　焦爐煤(mei)氣由于含焦(jiāo)油、水、工業奈(nai)等雜質,這些(xiē)雜質極易🈲在(zai)其中凝結在(zài)孔闆等表面(miàn)可能會沾結(jie)上一層污垢(gòu)，或者由于在(zài)🍓孔闆前後角(jiǎo)落處日久而(er)沉積有沉澱(dian)物,都會造成(cheng)流量測量👉的(de)誤差。
4.6節流裝(zhuāng)置使用日久(jiǔ)，節流裝置的(de)幾何形狀和(hé)尺寸由于🙇🏻化(huà)學腐蝕等原(yuan)因會發生變(biàn)化。對于使用(yong)廣泛的孔闆(pan)來講，它的人(ren)✏️口邊緣的尖(jiān)銳度會受到(dao)沖擊、磨損和(he)腐蝕而變鈍(dùn)。這樣,在相等(děng)數量的流體(tǐ)經過時所産(chǎn)生的壓差△P将(jiang)變小，從而引(yin)起儀表⭐指示(shi)值偏💃低。故應(yīng)注意👨‍❤️‍👨檢查、維(wei)修,必要時應(ying)換用新的孔(kong)闆。
4.7能夠測量(liang)差壓的儀表(biǎo)很多，爲保證(zheng)測量的順利(li)進行和流🎯量(liang)測量的精度(du)，對差壓計要(yao)進行選擇,差(cha)壓計的測量(liang)範圍必須是(shì)包括流量的(de)整個測量範(fan)圍(流量的最(zui)大值和最小(xiao)值),并留有餘(yú)地。由于流量(liang)值是與節流(liú)件兩側的差(cha)壓值的🐕平方(fang)根成比例，差(chà)壓🈲計量程選(xuan)擇的好壞也(ye)會影響測量(liang)的精度。
5結束(shù)語
　　要保證計(jì)量的正确率(lü)必須引起注(zhù)意的是:不僅(jin)需要合理的(de)選型、正确的(de)計算，更要注(zhu)意正确的安(an)裝、維護和符(fu)合使用條件(jiàn)等，才能保證(zhèng)差壓式流量(liàng)計有足夠🛀的(de)實際測量精(jing)度。

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