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    淺談蒸汽流量計量準確性的提升
    發布時間:2022-2-15 08:32:07

    摘要:蒸汽流量的計量是流量計量的難點。闡述了蒸汽流量計量的特點,指出了影響蒸汽流量計量的主要問題,并提出了提高蒸汽流量計量準確性的對策建議。
    一、蒸汽流量計量的特點
    1.飽和蒸汽流量計量中的“兩相流”
      當前,用戶基本上都使用飽和蒸汽,通常用千度來衡量飽和蒸汽的質量好壞。最好的是干飽和蒸汽,其含水量可忽路不計;千度差的稱濕飽和蒸汽,含水量最多可達30%,這就存在著飽和蒸汽的“兩相流”問題。因為任何蒸汽計量儀表在計算飽和蒸汽流量時所用的設計壓力下的蒸汽密度值都采用其干度X=1時的數值,同時,濕蒸汽因含有密度比干蒸汽大數百倍的液體水粒,在管道中流動時其速度要比干蒸汽小,這樣所測得的差壓值就低了,反映在儀表讀數、記錄上就存在著密度和流速受千度影響所帶來的疊加性的雙重負誤差,并造成濕飽和蒸汽計量難度。
    2蒸汽流量計量中的蒸汽密度補償
      計量飽和蒸汽或過熱蒸汽常用質量流量,單位為kg/h或t/h。質量流量大小與蒸汽的密度有關,而蒸汽的密度又直接受蒸汽的壓力及溫度影響。在蒸汽計量過程中,隨著蒸汽壓力及溫度不斷變化,密度也隨著變化,使質量流量也隨著變化。如果計量儀表不能跟蹤這種變化,勢必造成計量誤差。在蒸汽計量過程中,一般都是通過壓力及溫度傳感器跟蹤蒸汽壓力及溫度變化來達到密度補償目的。飽和蒸汽的密度變化與其壓力或溫度成正比關系,因而單獨通過測壓力或測溫度都可以對飽和蒸汽進行密度補償。過熱蒸汽的密度與其壓力、溫度成函數關系,而不是正比關系。過熱蒸汽的密度補償必須同時測其壓力和溫度。
    二、影響蒸汽流計的主要問題
      當前,在國內關于蒸汽測量方面存在不少誤區,很多用戶往往認為購買了高品質的流量計就可以得到準確的計量結果。蒸汽的計量不同于其它流體如水、空氣等介質,在實際測量中影響其精確測量的因素較多,經常會出現流量計本身檢定合格,而實際卻感覺計量“不準”的現象。影響蒸汽流量準確計量的因素主要有以下三個方面。
    1.上下游直管段不足
      對于傳統的渦街或孔板流量計,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,則會導致流體未充分發展,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或兩個以上空間(立體)彎管所引起的。上下游直管段不足可以通過安裝流動調整器來調整,最簡單有效的辦法是采用對上下游直管段要求較低的流量計。
    2.蒸汽的密度補償不正確
      為了正確計量蒸汽的質量流量,必須考慮蒸汽壓力和溫度的變化,即蒸汽密度補償。不同類型的流量計受密度變化影響的方式不同。渦街流量計的信號輸出只和流速有關,而和介質的密度、壓力和溫度無關,差壓式流量計其質量流量與流量計的幾何外型、差壓平方根和密度平方根有關。①補償精確度的差異。測溫對補償精確度影響較大。;如采用相同精度等級的溫度和壓力感應器,測溫誤差引起的密度差異要大于測壓誤差。②壓力測量影響因素。在蒸汽壓力的測量中,由于引壓管內冷凝水的重力作用會使壓力變送器測量到的壓力同蒸汽壓力之間出現一定的差值。測壓誤差如果不予以校正,則會影響蒸汽密度的計算,引起流量計量的誤差。對于上述現象,可在二次表(流量計算機內)進行零點遷移,既簡單又準確。
    3.蒸汽干度的影響
      目前,用于測量蒸汽流量的流量計大部分為體積流量計,首先測得體積流量,然后通過蒸汽的密度計算質量流量,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,得出的數據會低于實際的流量。因此流量計的二次儀表(流量計算機)應該具有設置飽和蒸汽干度的功能。但在實際工況確定蒸汽的干度也很困難。如果能夠改進蒸汽流量計入口處的蒸汽品質,則能改進蒸汽流量計的測量精度。
    三、提高蒸汽流量t計上準確性的對策建議
    1.重視蒸汽流量計量儀表的正確選型
      選擇蒸汽流量計量儀表,應重點考慮兩個因素。一是量程問題。蒸汽流量計量儀表計量不正常,主要是由于選型時最程不正確造成的。用汽旺季用汽量相當大,而用汽淡季用汽量又很小,用汽量相差過于懸殊,一般蒸汽計量儀表的流量范圍就難以適應。必須明確流量測量范圍,在此基礎上選擇符合相關運行參數的蒸汽計量儀表,使其能充分發揮作用。二是管道直徑問題。在設計節流裝置時,基本上都采用工藝提供的公稱名義管徑值,其實公稱名義管徑值與實際管徑值還是有誤差的,特別是卷管,公稱名義管徑值與實際值有時差值還較大,造成計量誤差增大,測量的準確度就難以達到設計要求。國標規定:用來計算節流件直徑比的管道直徑D值應為上游取壓口的上游0.5D長度范圍內的內徑平均值。該內徑平均值應是至少在垂直軸線的二個橫截面內所測得內徑的平均值,內徑的數值(用于設計的管道內徑)應達到士0.3%。設計前最好實測管徑,以減少計算誤差。
    2.正確安裝蒸汽流量計量儀表
      任何蒸汽計量儀表都必須安裝正確,否則就不可能正常的工作。正確安裝蒸汽流量計量儀表,要做到三點。①在所安裝儀表前后必須留有足夠長的直管段。②蒸汽計量儀表不能安裝在整套管路最低處。③必須高度重視冷凝器的安裝。兩個冷凝器亦須處于同-水平上。
    四、結束語
      通過對影響蒸汽流量計量的主要問題的了解,提出了--些提高蒸汽流量計量準確性的對策建議,并加以實施,提高了我公司在蒸汽計量方面準確度,減少了蒸汽計量的誤差,使我公司的蒸汽計量水平又上了一個新的合階。

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