【分享】如何保證蒸汽流量的準(zhǔn)確計(jì)量

【摘要】：影響蒸汽流量準(zhǔn)確計(jì)量的因素主要有以下幾方面:1)實(shí)際蒸汽流最低于流量計(jì)的可精確計(jì)量的最小流量(量程比不足);2)流量計(jì)上下游安裝的直管段不足(存在流動(dòng)擾動(dòng));3)蒸汽的密度補(bǔ)償不正確(測(cè)溫測(cè)壓不準(zhǔn));4)蒸汽中含水(未作干度補(bǔ)償);5)現(xiàn)場(chǎng)存在振動(dòng)和干擾(渦街流量計(jì));6)差壓傳送誤差(差壓式流量計(jì))等等。

【引言】：蒸汽流量的計(jì)量一直是蒸汽應(yīng)用的重要內(nèi)容之一，使用蒸汽流量計(jì)的主要日的包括:1)監(jiān)測(cè)能源的使用效率;2)改進(jìn)工藝制程的控制:3)計(jì)量蒸汽用量，進(jìn)行內(nèi)部或外部的計(jì)費(fèi)。目前，在國(guó)內(nèi)關(guān)于蒸汽測(cè)量方面存在不少誤區(qū)，很多用戶往往認(rèn)為購(gòu)買了高品質(zhì)的流量計(jì)就可以得到準(zhǔn)確的計(jì)量結(jié)果。而蒸汽的計(jì)量不同于其它流體如水、空氣等介質(zhì)，在實(shí)際測(cè)最中影響其精確測(cè)量的因素較多。因此經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)流量計(jì)本身檢定合格，而實(shí)際卻感覺計(jì)量“不準(zhǔn)”的現(xiàn)象。

下面具體討論一卜影響蒸汽計(jì)量的實(shí)際問題:

1、量程比不足

景程比是指一個(gè)流量計(jì)能確保給定的精度和再現(xiàn)性的范圍內(nèi)，所能測(cè)最的最大流

量和最小流量之比。但涉及量程比時(shí)我們必須小心，因?yàn)榱砍瘫仁腔趯?shí)際的流

速，蒸汽系統(tǒng)一般的最大允許速度為35m/s，更高的流動(dòng)速度會(huì)引起系統(tǒng)的沖蝕

和噪音。而不同的流量計(jì)允許的最低流速是不同的。

2、上下游直管段不足

對(duì)于傳統(tǒng)的渦街或孔板流量計(jì)，其前后安裝直管段要求分別約為20D和5D。如

果上下游直管段不足，則會(huì)導(dǎo)致流體未充分發(fā)展，存在旋渦和流速分布剖面畸變。

流速剖面畸變通常由管道局部阻礙(如閥門)或彎管所造成，而旋渦普遍是由兩

個(gè)或兩個(gè)以上空間(立體)彎管所引起的。上下游直管段不足可以通過(guò)安裝流動(dòng)

調(diào)整器來(lái)調(diào)整。最簡(jiǎn)單有效的辦法是采用對(duì)上下游直管段要求較低的流量計(jì)

3、蒸汽的密度補(bǔ)償不正確(測(cè)溫測(cè)壓不準(zhǔn))

為了正確計(jì)量蒸汽的質(zhì)量流量，必須考慮蒸汽壓力和溫度的變化，即蒸汽密度補(bǔ)償。不同類型的流量計(jì)受密度變化影響的方式不同。渦街流量計(jì)的信號(hào)輸出只和流速有關(guān)，而和介質(zhì)的密度、壓力和溫度無(wú)關(guān)，差壓式流量計(jì)其質(zhì)量流量與流量計(jì)的兒何外型、差壓平方根和密度平方根有關(guān)。因此，渦街流量計(jì)受密度變化的影響要大于差壓式流量計(jì)。

a)補(bǔ)償精確度的差異

采用溫度補(bǔ)償和壓力補(bǔ)償分別能得到多少補(bǔ)償精確度，不僅同溫度傳感器和壓力變送器的精度有關(guān)，而且同流量計(jì)類型、具體測(cè)量的工況和壓力變送器的量程選擇有關(guān)�？傮w來(lái)說(shuō)，測(cè)溫對(duì)補(bǔ)償精確度影響較大。如采用相同精度等級(jí)的溫度和壓力感應(yīng)器，測(cè)溫誤差引起的密度差異要大于測(cè)壓誤差。壓力為7barg的飽和蒸汽，用A級(jí)鉑熱電阻測(cè)溫，其誤差限為士0.49C，據(jù)此查蒸汽密度表，流量補(bǔ)償不確定度為士0.56%R(差壓式)和士1.11%R(渦街式)。如選用0.2級(jí)的壓力變送器進(jìn)行測(cè)量，誤差限為士2kPa，流量補(bǔ)償不確定度為士0.13%R(差壓式)和士0.25%R (渦街式)。

b)壓力測(cè)量影響因素

在蒸汽壓力的測(cè)量中，由于引壓管內(nèi)冷凝水的重力作用會(huì)使壓力變送器測(cè)量到的壓力同蒸汽壓力之間出現(xiàn)一定的差值。測(cè)壓誤差如果不予以校正，則會(huì)影響蒸汽密度的計(jì)算，引起流量計(jì)量的誤差。一般對(duì)于上述現(xiàn)象，可在二次表(流量計(jì)算機(jī)內(nèi))進(jìn)行零點(diǎn)遷移，既簡(jiǎn)單又準(zhǔn)確。

c)溫度測(cè)量影響因素

從流量計(jì)現(xiàn)場(chǎng)使用的情況來(lái)看，溫度測(cè)量誤差除了測(cè)溫元件的固有誤差之外，還同安裝的不規(guī)范有關(guān)。例如，測(cè)溫鉑熱電阻的插入深度不夠，鉑熱電阻的安裝保護(hù)套內(nèi)未充入導(dǎo)熱油，鉑熱電阻未按規(guī)定側(cè)向安裝，安裝鉑熱電阻的管道上無(wú)保溫層等，都將導(dǎo)致測(cè)溫偏低。對(duì)于需要減壓使用的蒸汽，應(yīng)將流量計(jì)安裝在減壓閥之前，此時(shí)蒸汽未經(jīng)減壓，按飽和蒸汽補(bǔ)償方法處理，可保證測(cè)量精度。如果流量計(jì)只能安裝在減壓閥后而，則蒸汽有可能過(guò)熱，應(yīng)同時(shí)進(jìn)行溫度和壓力補(bǔ)償，以保證精度。

4.蒸汽干度的影響(飽和蒸汽)

目前，用于測(cè)量蒸汽流量的流量計(jì)大部分為體積流量計(jì)，首先測(cè)得體積流量，然后通過(guò)蒸汽的密度計(jì)算質(zhì)量流量，也就是假定蒸汽為完全干燥。但是，蒸汽并非完全干燥，如果不考慮蒸汽干度的影響，得出的數(shù)據(jù)會(huì)低于實(shí)際的流量。對(duì)于差壓式流量計(jì)，實(shí)際的蒸汽流量和假定干蒸汽(蒸汽干度=1)所測(cè)得的流量可以用以下公式近似表達(dá):

其中:=實(shí)際干度下的質(zhì)量流量kg/h=干飽和蒸汽下的流量kg/h x =蒸汽干度

因此流量計(jì)的二次儀表(流量計(jì)算機(jī))應(yīng)該具有設(shè)置飽和蒸汽干度的功能。但在實(shí)際工況確定蒸汽的干度也很困難。如果能夠改進(jìn)蒸汽流量計(jì)入口處的蒸汽品質(zhì)，則能改進(jìn)蒸汽流量計(jì)的測(cè)量精度。因此，我們建議在流量計(jì)的上游安裝汽水分離裝置，以提高測(cè)量準(zhǔn)確性。

5.管道振動(dòng)

渦街流量計(jì)等對(duì)機(jī)械振動(dòng)比較敏感，計(jì)量結(jié)果易受干擾，應(yīng)對(duì)流量計(jì)前后管道作可靠的支撐設(shè)計(jì)。如管道振動(dòng)不可避免，應(yīng)采用抗干擾能力強(qiáng)的差壓式流量計(jì)

6.差壓傳送誤差(差壓式流量計(jì))

a)零點(diǎn)漂移

差壓變送器安裝到現(xiàn)場(chǎng)投入時(shí)，往往發(fā)現(xiàn)零位輸出出廠校驗(yàn)時(shí)的零位輸出不一致。這種零位輸出偏離稱為靜壓誤差。共調(diào)整方法是向正負(fù)壓室通入相同的靜壓，將三閥組的高低壓閥中一個(gè)打開，另一個(gè)關(guān)閉，將平衡閥打開，如果懷疑正負(fù)壓室內(nèi)尚未充滿被測(cè)介質(zhì)，則可通過(guò)正負(fù)壓室上的泄流閥排盡積氣(或積液)，然后再檢查變送器的輸出。

b)引壓管布置不合理

引壓管線應(yīng)保證合理的坡度使管內(nèi)可能出現(xiàn)的氣泡較快地升到母管內(nèi)，管內(nèi)出現(xiàn)的雜質(zhì)等較快地下沉到排污閥。引壓管線應(yīng)定期檢查維護(hù)，確保無(wú)泄漏無(wú)堵塞。引壓管的內(nèi)徑與被測(cè)流體的性質(zhì)和引壓管總長(zhǎng)度有關(guān)，對(duì)于蒸汽系統(tǒng)，引壓管的內(nèi)徑一般在10mm左右。為了避免正負(fù)壓引壓管內(nèi)介質(zhì)溫度不一致，導(dǎo)致密度出現(xiàn)差異，引起傳送失真，正負(fù)引壓管應(yīng)盡量靠近布置。當(dāng)用于室外或嚴(yán)寒地區(qū)時(shí)，引壓管中的液體可能會(huì)結(jié)冰，因此需要伴熱保溫，但應(yīng)避免將伴熱管直接繞在引壓管上，導(dǎo)致介質(zhì)部分汽化，出現(xiàn)虛假誤差。