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)量的主要問題，并提出了提高蒸汽流量計(jì)量正確率的對策建議。
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，用戶基本上都使用飽和蒸汽，通常用千度來衡量飽和蒸汽的質(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”問題。因?yàn)槿魏握羝?jì)量儀表在計(jì)算飽和蒸汽流量時所用的設(shè)計(jì)壓力下的蒸汽密度值都采用其干度X=1時的數(shù)值，同時，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(shù)、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(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)量儀表不能跟蹤這種變化，勢必造成計(jì)量誤差。在蒸汽計(jì)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(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)通過測壓力或測溫度都可以對飽和蒸汽進(jìn)行密度補(bǔ)償。過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。過熱蒸汽的密度補(bǔ)償必須同時測其壓力和溫度。
二、影響蒸汽流計(jì)的主要問題
當(dāng)前，在國內(nèi)關(guān)于蒸汽測量方面存在不少誤區(qū)，很多用戶往往認(rèn)為購買了流量計(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)際測量中影響其測量的因素較多，經(jīng)常會出現(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。影響蒸汽流量計(jì)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(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(diào)整器來調(diào)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(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)的信號輸出只和流速有關(guān)，而和介質(zhì)的密度、壓力和溫度無關(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。測溫對補(bǔ)償精度影響較大。;如采用相同精度等級的溫度和壓力感應(yīng)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(nèi)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(xiàn)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(jì)算，引起流量計(jì)量的誤差。對于上述現(xiàn)象，可在二次表(流量計(jì)算機(jī)內(nèi))進(jìn)行零點(diǎn)遷移，既簡單又準(zhǔn)確。
3.蒸汽干度的影響
目前，用于測量蒸汽流量的流量計(jì)大部分為體積流量計(jì)，首先測得體積流量，然后通過蒸汽的密度計(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)的測量精度。
三、提高蒸汽流量t計(jì)上正確率的對策建議
1.重視蒸汽流量計(jì)量儀表的正確選型
選擇蒸汽流量計(jì)量儀表，應(yīng)重點(diǎn)考慮兩個因素。一是量程問題。蒸汽流量計(jì)量儀表計(jì)量不正常，主要是由于選型時量程不正確造成的。用汽旺季用汽量相當(dāng)大，而用汽淡季用汽量又很小，用汽量相差過于懸殊，一般蒸汽計(jì)量儀表的流量范圍就難以適應(yīng)。必須明確流量測量范圍，在此基礎(chǔ)上選擇符合相關(guān)運(yùn)行參數(shù)的蒸汽計(jì)量儀表，使其能充分發(fā)揮作用。二是管道直徑問題。在設(shè)計(jì)節(jié)流裝置時，基本上都采用工藝提供的公稱名義管徑值，其實(shí)公稱名義管徑值與實(shí)際管徑值還是有誤差的，特別是卷管，公稱名義管徑值與實(shí)際值有時差值還較大，造成計(jì)量誤差增大，測量的正確率就難以達(dá)到設(shè)計(jì)要求。國標(biāo)規(guī)定:用來計(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橫截面內(nèi)所測得內(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)測管徑，以減少計(jì)算誤差。
2.正確安裝蒸汽流量計(jì)量儀表
任何蒸汽計(jì)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(jì)量儀表，要做到三點(diǎn)。①在所安裝儀表前后必須留有足夠長的直管段。②蒸汽計(jì)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(jié)束語
通過對影響蒸汽流量計(jì)量的主要問題的了解，提出了--些提高蒸汽流量計(jì)量正確率的對策建議，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)量水平又上了一個新的臺階。
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