摘要：孔板流量計在核電廠中應(yīng)用廣泛。以某核電廠孔板流量計為例，通過6個假設(shè)流量點(diǎn)在同等壓力波動下儀表顯示誤差的計算，分析了孔板流量計的工作誤差及誤差趨勢，有利于孔板流量計的正確使用。
1概述
孔板流量計是壓差流量計的一種，是使用最廣泛、歷史最久的一種流量測量儀表，在核電廠有廣泛使用。在核電的調(diào)試過程中，不同工況下的流量跨度較大，連接孔板流量計的測量誤差，正確的使用孔板流量計對調(diào)試結(jié)果的影響較大。筆者分析了不同流量下孔板流量計的誤差，孔板流量計的使用有一定的指導(dǎo)作用。
2孔板流量計的工作原理
孔板流量計就是在管道中放置一個比管道內(nèi)徑還小的孔板。在孔板前流體穩(wěn)定的向前流動，流體流過孔板時，由于孔徑變小，截面積收縮，使穩(wěn)定流動狀態(tài)被打破。在孔板附近收縮處，流體的流速會增加，這樣流體的靜壓力就會增加，在孔板前后會造成靜壓差。產(chǎn)生的靜壓差和流體的流量有關(guān)，流量越大靜壓差也越大，通過測量靜壓差就可以來測量流體的流量。根據(jù)流體力學(xué)基本知識，流體經(jīng)過節(jié)流后，壓降與流速的平方成正比，即：
式（3）中：U0為孔板流量計輸出；UI為孔板壓差輸出；t為0點(diǎn)輸出值。
3孔板流量計示數(shù)波動分析
以某核電廠孔板式流量計為例，型號為ROSEMOUNT1152DP5N92T1917；流量范圍為0～1200m3/h；壓差范圍為0～200kPa；壓差傳感器輸出電流范圍為4～20mA；流量計輸出電流范圍為4～20mA。公式（2）和（3）可轉(zhuǎn)化為
同理，當(dāng)孔板流量計顯示流量為300m3/h左右時，此時儀表輸出U0約為8mA，壓差傳感器輸出UI約為5mA，孔板壓差約為12.5kPa。
如果差壓出現(xiàn)+0.5%的波動，流量的變化率為4%.
如果差壓出現(xiàn)－0.5%的波動，流量的變化率為－4%.
當(dāng)孔板流量計顯示流量為400m3/h左右時，儀表輸出U0約為9.33mA，壓差傳感器輸出UI約為5.78mA，孔板壓差約為22.22kPa。
如果差壓出現(xiàn)+0.5%的波動，流量的變化率為2.38%.如果差壓出現(xiàn)－0.5%的波動，流量的變化率為－2.13%.當(dāng)孔板流量計顯示流量為600m3/h左右時，儀表輸出U0約為12mA，壓差傳感器輸出UI約為8mA，孔板壓差約為50kPa。
如果差壓出現(xiàn)+0.5%的波動，流量變化率為0.5%.
如果壓差出現(xiàn)－0.5%波動，流量變化率為－1%.
當(dāng)孔板流量計顯示流量為800m3/h左右時，此時儀表輸出U0約為14.67mA，壓差傳感器輸出UI約為11.11mA，孔板壓差約為88.89kPa。
如果差壓出現(xiàn)+0.5%的波動，流量變化率為0.59%.
如果壓差出現(xiàn)－0.5%波動，流量變化率為－0.53%.
當(dāng)孔板流量計顯示流量為1000m3/h左右時，儀表輸出U0約為17.33mA，壓差傳感器輸出UI約為15.11mA，孔板壓差約為138.89kPa。
如果差壓出現(xiàn)+0.5%的波動，流量變化率為0.35%.
如果差壓出現(xiàn)－0.5%的波動，流量變化率為－0.4%.
通過對6個流量點(diǎn)的計算可以發(fā)現(xiàn)，在同等壓力波動下，150m3/h時孔板式流量計顯示值誤差最大，可達(dá)到儀表量程的17.5%，如果流量繼續(xù)減小，則儀表顯示的誤差會更大。其次是600m3/h，而1000m3/h時的誤差最小，如圖1所示，即在流量較小時，孔板壓差的波動對流量計的顯示影響較大，隨著流量的增大，孔板壓差波動對流量計顯示的影響減小。
4結(jié)論
當(dāng)壓孔板流量計流量很小時，流體細(xì)微的擾動（比如管道振動、泵出口壓力的微小波動）都會造成差壓流量計顯示劇烈變化，如流體流量為150m3/h時，流體壓差有1kPa的波動，流量計波動達(dá)到17.5%。流量逐漸增大，孔板壓差波動對壓差式流量計顯示的影響越小。
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