孔板流量计计量应用中常见故障问题分析及解决措施

孔板流量计计量应用中常见故障问题分析及解决措施

付韶松

中国石油辽阳石化分公司 辽宁 辽阳 111003

摘要：差压式孔板流量计结构简单，操作较方便，使用技术成熟，使得其在管道计量结算中得到广泛应用。但在实际使用过程中，经常会由于工艺介质、仪表附件原因，出现的“空跳”、“零漂”及“汽化”等问题，产生测量偏差，造成计量结算出现多计或少计，甚至有恶意作弊情况，导致产生不必要的损失。基于此，本文就对孔板流量计原理、容易产生的问题及原因，进行实例分析，并提出解决办法。

关键词：孔板流量计；计量应用；常见故障；解决措施

1测量原理

流体由于有压力而具有位能，流体由于有流速而具有动能，充满管道的流体，当它们流经管道内的节流装置时，流束将在节流装置的节流件处形成局部收缩，从而使流速增加，静压力低，于是在节流件前后便产生了压力降，即压差，介质流动的流量越大，在节流件前后产生的压差就越大，所以孔板流量计可以通过测量压差来衡量流体流量的大小，而这一差压与流量的平方成正比，最终归结为流量F与差压△p的开方成线性关系，这种测量方法是以能量守衡定律和流动连续性定律为基准的。

孔板的设计制造是依据用户提供的工艺介质参数。而在孔板流量计实际运行过程中，工艺介质的实际温度、压力，与最初用户提供的设计温度、压力会有所偏差，对仪表指示准确度有所影响，为解决这一问题，实际应用过程中，引入温压补偿，通过在流量累计仪或DCS系统中，按照补偿公式进行换算，最终得出准确流量。

2故障原因分析及解决措施

孔板流量计变送器输出至流量累计仪或DCS系统，构成整个仪表回路。故障分析要考虑整个回路中的工艺介质、取压管路、仪表元件、显示系统等。

2.1变送器指示零点存在偏差可能的原因

（1）差压变送器静压误差

根据《压力变送器检定规程》，静压影响的检定：首先是下限变化的检定，将密封性检查后的差压变送器高、低压力容室联通，从大气压力缓慢输人至额定工作压力，保持3min后释放至大气压力。期间分别测量大气压力和额定工作压力状态下的输出下限值；其次是量程变化的检定，将差压变送器的高、低压力容室联通，输入额定工作压力，并测量输出的下限值，然后关闭平衡阀，将低压力容室的压力降低，使高、低压力容室的压差为差压上限值，同时测量输出上限值。在实际工作中，经常采用加工作静压，即送正负压室仪表工作压力，通过调整零点克服静压影响。

因此，变送器在出现静压误差情况下，可以考虑按照《压力变送器检定规程》重新检定或做静压试验，或者采用加工作静压通过零点调整，消除静压偏差。

（2）差压变送器在使用一段时后容易出现零点“漂移”情况

如对于0.5级差压变送器的零位输出电流超过4.08mA时，压力变送器本身就不符合《压力变送器检定规程》的要求。因此日常维护过程中，要检查仪表零点情况，在孔板流量计运行过程中，对零点进行检查，简单操作：关闭三阀组负、正压阀，打开平衡阀，打开排污螺

钉，即正负压室均通大气压，传感器处于零点状态，查看差压指示，若不为零，可使用手操器通信对传感器进行零点标定，然后检查变送器输出是否为4mA，如有偏差，可用手操器通信或通过调零螺钉进行零点调整，直至变送器输出为4mA，零点检查确认完毕，或者拆下仪表在检定室进行重新检定。

对于一台差压变送器．零点检查校准的两个要素：传感器零差压、变送器输出4mA。日常现场维护中，用户往往只关注变送器零点调整，而忽略对传感器进行零点标定，这是解决“零漂”问题的关键。建议在现场对变送器进行零点调整时，必须先确认传感器检测的差压指示是否为零，如果不归零，应先对传感器进行零点标定后，在对变送器进行零点调整，否则容易出现类似“迁移”情况，对测量会有所影响。

（3）差压变送器安装位置不规范引起零点偏移

变送器正、负压取压室安装不水平，没有保持同一高度，引起变送器零点偏差。这种情况，如果正压室偏低，在管道中实际无流量情况下，可能会出现“空跳”现象，即作为二次显示仪表的流量累计仪或DCS系统上的累积量会有所增加；在有流量情况下，由于正负压室高度不同，也会出现仪表指示偏低或偏高情况。

解决方法：重新安装差压变送器，保证水平安装，正负压室保持同一高度，并重新进行零点检查确认，通过“单向受压”检查变送器输出情况，确认无误后方可投人继续使用。

（4）正负导压管液柱不平衡

指在管道内无流量情况下，由于蒸发、泄漏、排污、拆装等原因，使差压式孔板流量计正负压侧导压管内液柱不平衡，如正压侧导压管液柱高出负压侧液柱，导致流量积算仪上或DCS系统上累积量出现“空跳”现象。通常指用于水蒸气、水及其他液体测量。

解决方法：管道长时间无流量测量，供用双方应到现场确认，打开平衡阀，让二侧液柱平衡一下，保证仪表显示为零时。下次投表计量时，供用双方到场关闭平衡阀，投入使用。如投用前指示不为零，建议对变送器进行检定后投用。如果是设备安装问题造成的，需要重新按设计规范安装。

2.2取压管路等附件故障

在对孔板流量计运行维护过程中，仪表设备安装规范，故障处理关键就是以上变送器稳定性、零点偏差产生的原因等，其他方面归结起来，主要是仪表附件如根部取压阀、取压管路、三阀组(正、负压阀，平衡阀)、三阀组与取压管路及变送器的连接接口、排污螺钉、排污管路和阀门等，出现的堵、漏等情况，造成仪表运行指示偏高或偏低，具体情况需要具体分析：

(1)指示偏高，可能的原因：负压侧的取压管路、阀门或三阀组接口处有泄漏，排污螺钉或排污阀门泄漏，或负压侧有堵塞等。

(2)指示偏低，可能的原因：正压侧的取压管路、阀门或三阀组接口处有泄漏，排污螺钉或排污阀门泄漏，或正压侧有堵塞、三阀组平衡阀关不严等。

解决方法：检查、分析，判断出故障原因后，进行相应的消漏、疏通或更换等工作。

2.3寒冷天气对孔板流量计的影响

对于室外安装运行的孔板流量计，尽管采取了伴热手段，但是由于天气原因或者伴热问题等，仪表取压管路仍然会出现冻堵情况，即我们常说的“冻表”情况。冻堵部位不同，有可能造成仪表指示偏高或偏低、指示最大等问题，严重可造成变送器膜盒损坏、管路破裂。因此冬季仪表伴热的检查、维护相当重要，通常每天都要检查。

对于选用蒸汽伴热的用户，如果测量介质是水、蒸汽等，要考虑“汽化”影响。即由于蒸汽伴热过热或离取压管路太近。造成取压管路内的蒸汽冷凝液受热汽化，出现正负压室取压管液柱不平衡，导致仪表测量指示不准。

2.4参数设置不正确。对仪表指示的影晌

简单举例：仪表量程设置与孔板流量计数据表不一致，或者一次表和二次表量程不统一，导致仪表指示偏高或偏低；仪表量程设置过小，而实际流量偏大，导致仪表显示超量程；小信号切除设置过大．导致小流量时无流量显示。

解决方法：按数据表正确设置仪表参数，保证一次表和二次表量程统一，小信号切除建议不要超过仪表量程的5％。

2.5温压补偿的影响(如测量介质为蒸汽)

二次显示仪表(流量累计仪或DCS系统等)内组态的温压补偿公式应用不正确，流量显示有偏差：涉及温压补偿的工况压力、温度仪表指示偏差，给流量计算结果带来偏差。从公式可以推导出工况压力、温度对流量计算结果的影响。

解决方法：温压补偿公式正确应用，加强涉及温压补偿的工况压力、温度仪表的维护，保证仪表指示准确。

3结语

为了减小计量过程中，由于对计量器具的运行、管理不到位而存在的计量风险。因此本文仅简要叙述了孔板流量计的工作原理；主要对差压式孔板流量计容易出现的“空跳”、“零漂”现象等常见故障进行了分析并提出解决办法。通过这些实例分析，能够及时发现、纠正存在的计量风险，去实现计量过程的有效监管，保证计量数据的准确性。