摘要:蒸汽流量的計(jì)量是流量計(jì)量的難點(diǎn)。闡述了蒸汽流量計(jì)量的特點(diǎn)，指出了影響蒸汽流量計(jì)量的主要問(wèn)題，并提出了提高蒸汽流量計(jì)量正確率的對(duì)策建議。
一、蒸汽流量計(jì)量的特點(diǎn)
1.飽和蒸汽流量計(jì)量中的“兩相流”
當(dāng)前，用戶(hù)基本上都使用飽和蒸汽，通常用千度來(lái)衡量飽和蒸汽的質(zhì)量好壞。最好的是干飽和蒸汽，其含水量可忽路不計(jì);千度差的稱(chēng)濕飽和蒸汽，含水量最多可達(dá)30%，這就存在著飽和蒸汽的“兩相流”問(wèn)題。因?yàn)槿魏握羝?jì)量?jī)x表在計(jì)算飽和蒸汽流量時(shí)所用的設(shè)計(jì)壓力下的蒸汽密度值都采用其干度X=1時(shí)的數(shù)值，同時(shí)，濕蒸汽因含有密度比干蒸汽大數(shù)百倍的液體水粒，在管道中流動(dòng)時(shí)其速度要比干蒸汽小，這樣所測(cè)得的差壓值就低了，反映在儀表讀數(shù)、記錄上就存在著密度和流速受千度影響所帶來(lái)的疊加性的雙重負(fù)誤差，并造成濕飽和蒸汽計(jì)量難度。
2蒸汽流量計(jì)量中的蒸汽密度補(bǔ)償
計(jì)量飽和蒸汽或過(guò)熱蒸汽常用質(zhì)量流量，單位為kg/h或t/h。質(zhì)量流量大小與蒸汽的密度有關(guān)，而蒸汽的密度又直接受蒸汽的壓力及溫度影響。在蒸汽計(jì)量過(guò)程中，隨著蒸汽壓力及溫度不斷變化，密度也隨著變化，使質(zhì)量流量也隨著變化。如果計(jì)量?jī)x表不能跟蹤這種變化，勢(shì)必造成計(jì)量誤差。在蒸汽計(jì)量過(guò)程中，一般都是通過(guò)壓力及溫度傳感器跟蹤蒸汽壓力及溫度變化來(lái)達(dá)到密度補(bǔ)償目的。飽和蒸汽的密度變化與其壓力或溫度成正比關(guān)系，因而單獨(dú)通過(guò)測(cè)壓力或測(cè)溫度都可以對(duì)飽和蒸汽進(jìn)行密度補(bǔ)償。過(guò)熱蒸汽的密度與其壓力、溫度成函數(shù)關(guān)系，而不是正比關(guān)系。過(guò)熱蒸汽的密度補(bǔ)償必須同時(shí)測(cè)其壓力和溫度。
二、影響蒸汽流計(jì)的主要問(wèn)題
當(dāng)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(hù)往往認(rèn)為購(gòu)買(mǎi)了流量計(jì)就可以得到正確的計(jì)量結(jié)果。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)量中影響其測(cè)量的因素較多，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(jué)計(jì)量“不準(zhǔn)”的現(xiàn)象。影響蒸汽流量計(jì)量的因素主要有以下三個(gè)方面。
1.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(mén))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)。
2.蒸汽的密度補(bǔ)償不正確
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(lèi)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)的幾何外型、差壓平方根和密度平方根有關(guān)。①補(bǔ)償精度的差異。測(cè)溫對(duì)補(bǔ)償精度影響較大。;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。②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。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。
3.蒸汽干度的影響
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。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。
三、提高蒸汽流量t計(jì)上正確率的對(duì)策建議
1.重視蒸汽流量計(jì)量?jī)x表的正確選型
選擇蒸汽流量計(jì)量?jī)x表，應(yīng)重點(diǎn)考慮兩個(gè)因素。一是量程問(wèn)題。蒸汽流量計(jì)量?jī)x表計(jì)量不正常，主要是由于選型時(shí)量程不正確造成的。用汽旺季用汽量相當(dāng)大，而用汽淡季用汽量又很小，用汽量相差過(guò)于懸殊，一般蒸汽計(jì)量?jī)x表的流量范圍就難以適應(yīng)。必須明確流量測(cè)量范圍，在此基礎(chǔ)上選擇符合相關(guān)運(yùn)行參數(shù)的蒸汽計(jì)量?jī)x表，使其能充分發(fā)揮作用。二是管道直徑問(wèn)題。在設(shè)計(jì)節(jié)流裝置時(shí)，基本上都采用工藝提供的公稱(chēng)名義管徑值，其實(shí)公稱(chēng)名義管徑值與實(shí)際管徑值還是有誤差的，特別是卷管，公稱(chēng)名義管徑值與實(shí)際值有時(shí)差值還較大，造成計(jì)量誤差增大，測(cè)量的正確率就難以達(dá)到設(shè)計(jì)要求。國(guó)標(biāo)規(guī)定:用來(lái)計(jì)算節(jié)流件直徑比的管道直徑D值應(yīng)為上游取壓口的上游0.5D長(zhǎng)度范圍內(nèi)的內(nèi)徑平均值。該內(nèi)徑平均值應(yīng)是至少在垂直軸線的二個(gè)橫截面內(nèi)所測(cè)得內(nèi)徑的平均值，內(nèi)徑的數(shù)值(用于設(shè)計(jì)的管道內(nèi)徑)應(yīng)達(dá)到士0.3%。設(shè)計(jì)前最好實(shí)測(cè)管徑，以減少計(jì)算誤差。
2.正確安裝蒸汽流量計(jì)量?jī)x表
任何蒸汽計(jì)量?jī)x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(jì)量?jī)x表，要做到三點(diǎn)。①在所安裝儀表前后必須留有足夠長(zhǎng)的直管段。②蒸汽計(jì)量?jī)x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(gè)冷凝器亦須處于同-水平上。
四、結(jié)束語(yǔ)
通過(guò)對(duì)影響蒸汽流量計(jì)量的主要問(wèn)題的了解，提出了--些提高蒸汽流量計(jì)量正確率的對(duì)策建議，并加以實(shí)施，提高了蒸汽計(jì)量方面正確率，減少了蒸汽計(jì)量的誤差，使蒸汽計(jì)量水平又上了一個(gè)新的臺(tái)階。
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