差壓裝置流量測量范圍度擴展方法研究與實驗.pdf

1、流量是過程檢測涉及的主要參數(shù)之一，其測量值的準確性、有效性與設備的安全性和運行的經(jīng)濟性直接相關(guān)。熱力發(fā)電廠生產(chǎn)過程中管內(nèi)工質(zhì)大多屬于高溫高壓流體，目前對這類流體流量在用的測量方法是差壓式流量測量裝置，而此類裝置的局限性在于其范圍度為3∶1最多4∶1，這就意味著在生產(chǎn)過程中，如果管流流量低于測量上限的1/3或1/4流量以0計。正是這種局限性導致熱電廠與用戶之間產(chǎn)生計量爭議，而作為國家標準規(guī)定的流量測量方法，差壓式流量測量裝置具有法定地位，

2、技術(shù)監(jiān)督部門也無其他依據(jù)對上述爭議進行仲裁。因此，尋求一種既嚴格遵守國家標準GB/T2624.1～4-2006“用差壓裝置測量圓形截面管道中的滿管流體流量”的規(guī)定，又具有較大范圍度的流量測量解決方案不但具有工程實用價值，更兼有理論意義。
　　本文從分析造成小流量工況下測量誤差大的原因出發(fā)，揭示差壓式流量測量裝置范圍度小的的實質(zhì)在于差壓變送器的允許誤差在小流量時形成的相對誤差過大所致。解決問題的合理設想之一是:在小流量時使一次裝置輸

3、出的差壓對應的變送器輸出亦為較大值，然而實際的情況是無論一次裝置輸出差壓為何值，變送器輸出電流都將差壓成比例地轉(zhuǎn)換成4-20mADC電流，除非將輸出差壓分成多段分別測量，即將一次裝置輸出差壓由多個差壓變送器按段分別轉(zhuǎn)換成4-20mA電流。由此隨之而來的是流出系數(shù)C必須按段分別計算，工控機信號處理系統(tǒng)根據(jù)不同差壓段選擇不同流出系數(shù)。遵循著這一設想，對于差壓流量測量裝置設計命題，本論文提出的解決方案如下:第一步，按GB/T2624.1～4-

4、2006“用差壓裝置測量圓形截面管道中的滿管流體流量”附錄A（資料性附錄）給出的第二類命題計算方法對流量測量裝置進行設計，設計結(jié)果包含最大流量qmmax對應一次裝置輸出差壓△Pmax、常用流量qmch對應一次裝置的輸出差壓△Pch、最小流量qmmin對應一次裝置的輸出差壓△Pmin、流出系數(shù)C、一次裝置的開孔直徑比β;第二步，采用兩臺差壓變送器同時對一次裝置的輸出差壓進行測量，其中差壓變送器DP1的量程為0～△Pmax，差壓變送器DP2

5、的量程為0～△Pmin，流量信號處理系統(tǒng)根據(jù)差壓值選擇其中之一進行處理;△Pmin～△Pmax之間的差壓由差壓變送器DP1成比例地轉(zhuǎn)換成4-20mADC電流信號，0～△Pmin之間的差壓由差壓變送器DP2成比例地轉(zhuǎn)換成4-20mADC電流。一次裝置輸出0～△Pmin之間的差壓時所對應的流出系數(shù)Cmin由第一類命題求解方法得到。于是該解決方案在完全遵循GB/T2624.1～4-2006的前提下，裝置的范圍度由3∶1到4∶1提高到9∶1到1