淺談節流式流量儀表在安裝過程中應注意的問題

一、前言 
　　用來測量流體流量的儀表稱為流量儀表。隨著工業生產和科學技術的發展，對流量測量的要求也越來越高，條件也更加的復雜，例如：在工藝條件上從低溫低壓到高溫高壓；在流量狀態方面有層流、紊流、和脈動流；流體本身的狀態有低粘度、高粘度、及具有腐蝕性等；流量對象有氣態、固態、液態、還有可能是兩相流等。面對著這么復雜的情況和要求，測量流量的方法和儀表都得到了很大的發展。 
　　根據石油化工行業中儀表施工情況看現在被工業中大量使用的流量計有以下幾種：容積式流量計，節流式流量計，葉輪式流量計，電磁式流量計，超聲波流量計，質量式流量計等。不同類型的儀表對應于各自特殊的測量原理，也因此對于安裝提出了不同的要求，對于不熟悉其工作原理的安裝工人，經常發生一些因為安裝要點沒有掌握出現失誤，從而造成測量誤差增大甚至儀表不能正常工作的情況。作者結合近些年在石油化工行業中儀表施工的情況就節流式流量計在安裝中需要注意的一些問題進行討論，希望能給大家在此類流量計的安裝過程有所幫助。 
　　二、節流式流量計 
　　節流式流量計是現在工業中使用量最大的檢測流量的儀表之一。節流式流量計的安裝主要包括：節流裝置（也叫做節流件）、差壓信號管路（也叫引壓管）、差壓計或差壓變送器三部分的安裝。 
　　1.節流件的安裝：現在工業中經常遇到的節流件主要是標準節流件（標準孔板、噴嘴、經典文丘里管等）和非標準節流件（1/4圓孔板、圓缺孔板、偏心孔板、楔型流量計等）兩大類。 
　　節流件在安裝時首先要核實施工用的節流件的型號、位號、尺寸等參數是否與設計的型號、位號、尺寸等一致，因為每個節流件所依據的安裝條件不同，所設計的計算參數都是不同的，在不同的流量系數下所設計的節流件的形式與大小不同，如安裝錯誤就會導致測量數據的不準，使測量產生誤差，給生產帶來損失。 
　　其次、要注意節流件的安裝方向。一般在節流件的本體上都會標有流向，安裝時要嚴格按照標注的方向安裝。在沒有標注的情況下標準孔板的銳角側或噴嘴的曲面要迎向流體的流向；非標準節流件中要注意1/4圓孔板與標準孔板的安裝不同：1/4圓孔板的弧形側要迎向流體的流向，這與標準孔板基本相反。楔形流量計可以測量雙向的流體，一般在安裝中把流量計中的楔形節安裝在管道的上部以免流體內雜物在長時間測量中形成堆積影響測量。 
　　第三、檢測元件的安裝要與管道的軸線垂直，特別是孔板，孔板的端面與管道軸線的垂直度不能超過1°以免造成孔板前后差壓值不能正確反應真實差壓而造成測量誤差。節流件取壓口的位置要根據所測量流體的不同而安裝位置不同，主要考慮被測的液體或氣體中進入氣體或是液體，影響測量，還要防止有固體顆粒堵塞導壓口。節流件在水平管道上安裝時取壓口的位置如圖1所示。 
　　圖1 節流件管道取壓位置 
　　第四、節流件的安裝如果是以法蘭連接時，夾緊節流件的法蘭的安裝要注意：對焊法蘭的內壁要與管道內壁平齊；法蘭面要與管道軸線垂直，垂直度偏差不能超過1°；法蘭應與工藝管道同軸，同軸度不得超過以下公式規定： 
　　（s為同軸度偏差：mm；D為工藝管道內徑：mm；β為工作狀態下的節流件的內徑與工藝管道內徑的比值；） 
　　節流件與管道法蘭之間的墊片安裝要合適，墊片的大小、厚度不能影響管道內流體的狀況，特別是不能產生渦流造成節流件前后差壓的波動從而影響測量。 
　　第五、所有的節流件在安裝時都要求前后有一定的直管段，根據節流件的不同設計會給出不同的直管段的長度，施工時要嚴格按照圖紙的要求安裝，來保證測量的準確性。 
　　2.導壓管的安裝：安裝導壓管時要按照被測流體的性質和參數選用耐壓、耐腐蝕的材料（一般由設計給出），導壓管的內徑最好不要小于6mm，導壓管的長度越短越好，最長不宜超過16m，安裝要符合施工技術規程或設計的要求。管路的敷設要在便于操作和維護，不易受到機械損傷，腐蝕和振動大的位置。引壓管路與工藝設備、管道或建筑物表面之間的距離不宜小于50mm， 油及易燃、易爆介質的導壓管路與熱表面的距離不宜小于150mm，且不宜平行敷設在其上方。當管路需要隔熱時，應適當增加距離。 
　　金屬管道的彎制宜采用冷彎，并且一次彎成。一般高壓管的彎曲半徑宜大于管子外徑的5倍，其他金屬管的彎曲半徑宜大于管子外徑的3.5倍，塑料管的彎曲半徑宜大于管子外徑的4.5倍。 
　　為保證管線中不存在積液和集氣，導壓管的敷設要有一定的傾斜度，傾斜度一般要求在1：10～1：100之間，測量液體時要向下傾斜，測量氣體時要向上傾斜。導壓管在與變送器連接時正負壓室的導壓管要在同一個水平位置，而且導壓管所處的環境溫度要相同，以免導壓管中介質的密度不同而造成測量的誤差。 
　　A、測量儀表高于節流元件 B、測量儀表低于節流元件 
　　圖2 典型流量儀表引壓管配管圖 
　　引壓管的連接方式有焊接和卡套連接兩種，前者多用于碳鋼材質而后者多用于不銹鋼材質。不銹鋼材質也可以采用焊接，尤其對于易燃易爆、有毒有害、強腐蝕等介質測量，泄漏要求高、保證嚴密性的場合原則上使用焊接。引壓管路安裝完畢后，要根據要求和設計壓力進行管路的壓力實驗，以檢驗管路的嚴密性和耐壓性，試壓介質一般選用潔凈液體，也可以使用干凈的氣體。 
　　3.差壓變送器的安裝：差壓變送器的安裝主要是考慮安裝與維護的方便，變送器不能安裝在高溫、易受腐蝕、易受到損壞的地方。其次考慮到配管的方便變送器最好安裝在離取壓點近的地方，便于取壓和減少壓力損失。再次變送器的安裝經常要固定在立柱或安裝在保護保溫箱中，儀表保護保溫箱要安裝牢固、安裝在便于維護和觀察的地方。
　　由于節流式流量儀表的測量精度高，所以對儀表的安裝要求高，安裝的質量直接影響到儀表的測量的準確性。如孔板的安裝過程中如果孔板與管線中心線不一致或安裝的墊片不合適，多會影響到孔板兩側差壓值的測量從而產生測量失真。再如導壓管的安裝過長或彎曲太多太大都會使差壓值減小或產生死區從而導致差壓值的不準。如果變送器安裝的位置在容易產生振動的位置，由于機械振動會使儀表的測量產生較大的波動使儀表測量不穩定，對生產造成影響。 
　　三、結尾 
　　本文對節流式流量儀表安裝進行了分析，此類儀表是在石化工程施工中最常見流量儀表之一，其深度基本包括了此類型儀表專業施工的大部分內容。以上介紹的節流式流量計安裝中需要注意的問題是筆者在近幾年施工工作中不斷遇到困難，不斷總結前人們解決問題的方法和經驗基礎上的一些收獲，其中不乏有不全面的地方，還請各位同行和專家們指正，在此我表示衷心的感謝。