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蒸汽流量表的正確選型
2015-11-01
蒸汽流量表的正確選型
流量計的種類很多，但測量蒸汽的流量計的產(chǎn)品就相對較少，常用蒸汽流量計主要有孔板，V錐，渦街，彎管，威力巴，工業(yè)用流量儀表種類多達(dá)60余種，之所以這樣，因?yàn)槭飞线€沒有一種對任何流體、任何量程、任何流動狀態(tài)以及任何使用條件都使用的流量儀表，每種流量儀表都有它特定的適用性，也有其局限性。如果流量儀表選擇不當(dāng)，流量肯定測量不準(zhǔn)。但流量測量是一復(fù)雜的技術(shù)，而流量儀表種類繁多，即使針對某一確定的應(yīng)用，選擇一合適的流量儀表也就變成一項(xiàng)技術(shù)性很強(qiáng)的工作，需要在作出最終選擇之前仔細(xì)而深入地考慮和權(quán)衡許多與測量問題有關(guān)的因素。
5個主要因素：被測流體特性、生產(chǎn)工藝情況、安裝條件、維護(hù)需求以及流量儀表的特性。對蒸汽計量而言，同樣要考慮以上5個因素。這里，著重討論流量儀表的特性、安裝條件、維護(hù)需求以及選用流量儀表應(yīng)注意的幾個問題。
目前，測量蒸汽流量的儀表主要有渦街流量計、差壓式（孔板、均速管、彎管）流量計、分流旋翼式流量計、阿牛巴流量計,浮子式流量計等，這里主要討論渦街流量計、孔板流量計和彎管流量計。
2.1 渦街流量計測量蒸汽 :可采用一體化溫度補(bǔ)償或一體化壓力補(bǔ)償渦街流量計來測量飽和蒸汽的流量，采用一體化溫壓補(bǔ)償?shù)臏u街流量計來測量過熱蒸汽的流量。
渦街流量計是基于卡門渦街原理而研制成功的一種新型流量計，由于它具有其它流量計不可兼得的優(yōu)點(diǎn)，70年代以來得到了迅速發(fā)展。據(jù)介紹，現(xiàn)在日本、歐美等發(fā)達(dá)國家使用渦街流量計的比例大幅度上升，已經(jīng)廣泛用于各個領(lǐng)域，將在未來流量儀表中占主導(dǎo)地位，是孔板流量計的理想替代產(chǎn)品。它具 有以下特點(diǎn)：
①結(jié)構(gòu)簡單牢固，無可動部件，長期運(yùn)行十分可靠；
②維護(hù)十分方便，安裝費(fèi)用低；
③傳感器不直接接觸介質(zhì)，性能穩(wěn)定，壽命長；
④輸出是與流量成正比的脈沖信號，無零點(diǎn)漂移，精度高，并方便與計算機(jī)聯(lián)網(wǎng)；
⑤測量范圍寬，量程比可達(dá)1：10
⑥壓力損失小，運(yùn)行費(fèi)用低，更具節(jié)能意義；
⑦在一定的雷諾數(shù)范圍內(nèi)，輸出信號頻率不受流體物理性質(zhì)和組分變化影響，儀表系數(shù)僅與漩渦發(fā)生體的形狀和尺寸有關(guān)，測量流體的體積流量無需補(bǔ)償，調(diào)換配件后無需重新標(biāo)定儀表的系數(shù)；
⑧應(yīng)用范圍廣，氣體、液體的流量均可測量；
⑨檢定周期為2-4年。
同時渦街流量計也存在以下一定的局限性：
①渦街流量計是一種速度式流量計，旋渦分離的穩(wěn)定性受流速影響，故它對直管段有一定的要求，一般是前10D、后5D；
②測量液體時，上限流速受壓損和氣蝕現(xiàn)象限制，一般是0.5-8m/s；
③測量氣體是，上限流速受介質(zhì)可壓縮性變化的限制，下限流速受雷諾數(shù)和傳感器靈敏度的限制，蒸汽是8-25m/s；
④應(yīng)力式渦街流量計對振動較為敏感，故在振動較大的管道安裝流量計時，管道要有一定的減震措施；
⑤應(yīng)力式渦街流量計采用壓電晶體作為檢測傳感器，故其受溫度的限制，一般為-40-+300℃。
2.2 孔板流量計測量蒸汽 ：測量飽和蒸汽時需要配溫度傳感器或壓力變送器，測量過熱蒸汽時需要配溫度傳感器和壓力變送器。
孔板流量計應(yīng)用歷史悠久，有國際標(biāo)準(zhǔn)，理論精度高，應(yīng)用十分普遍，但經(jīng)過幾十年的應(yīng)用，發(fā)現(xiàn)孔板流量計有以下不足：
①應(yīng)用中許多因素（設(shè)計參數(shù)與工況參數(shù)不符，上游直管段不足，孔板和管道不同心，孔板A面受污，銳角磨損等）對其測量精度有非常大的影響，使其測量誤差增大；
②安裝較為麻煩，維護(hù)及拆洗的工作量較大；
③需配差壓變送器使用，增加了維護(hù)的工作量，另需敷設(shè)導(dǎo)壓管，且在冬季需對導(dǎo)壓管進(jìn)行保溫，不可以安裝在室外；
④流量量程比為1：3，局限性大；
⑤若安裝不正確，容易發(fā)生蒸汽泄漏；
⑥壓力損失較大，運(yùn)行費(fèi)用高。
2.3 彎管流量計測量蒸汽 ：測量飽和蒸汽時需要配溫度傳感器或壓力變送器，測量過熱蒸汽時需要配溫度傳感器和壓力變送器。
①結(jié)構(gòu)簡單，價格低廉。彎管傳感器實(shí)際上是一個90度標(biāo)準(zhǔn)彎頭，沒有比它結(jié)構(gòu)更簡單的流量傳感器了。隨著[wiki]機(jī)械[/wiki]加工工業(yè)的發(fā)展和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化及規(guī)范化管理的不斷完善，用作彎管傳感器的標(biāo)準(zhǔn)機(jī)制彎頭其質(zhì)量越來越好，價格也越來越低；
②無任何附加節(jié)流件或插入件，可大大降低流體在管道內(nèi)輸送的動力消耗，節(jié)約能源，尤其對那些大系統(tǒng)、大管徑、低壓頭的測量對象好處更加明顯。
下面舉一個簡單的例子予以說明。為維持一臺安裝在每小時數(shù)千噸流量供熱管道的孔板流量計正常運(yùn)行，一個采暖季節(jié)約需多耗電數(shù)萬度，折合人民幣數(shù)萬元。這里僅考慮孔板流量計壓力損失為幾千帕，實(shí)際運(yùn)行時遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過這個值。即便是這幾千帕的壓力損失，它所造成的附加運(yùn)行費(fèi)用也是不可忽視的。表1給出的數(shù)據(jù)為目前熱力管網(wǎng)用主管道流量范圍在不同的壓力損失時，孔板流量計引起的循環(huán)泵額外耗電量、電耗費(fèi)用、折合標(biāo)準(zhǔn)煤量、購煤費(fèi)用的單臺孔板流量計在一個取暖季節(jié)運(yùn)行費(fèi)用的數(shù)據(jù)，其中運(yùn)行天數(shù)按120天、電價按0.35元／度、標(biāo)準(zhǔn)煤價按200元/t計算。
一個流量為4000m3/h的中型熱網(wǎng)，當(dāng)孔板壓力損失為30千帕?xí)r，僅一臺孔板流量計就多耗9.6萬度電，運(yùn)行費(fèi)用為3.12萬元，對于流量為10000m3/h的大型熱網(wǎng)，額外耗電量達(dá)24萬度，運(yùn)行費(fèi)用7.8萬元。而彎管流量計是沒有附加阻力損失的，如果用彎管流量計替代孔板流量計進(jìn)行計量，就可大大地減少運(yùn)行費(fèi)用，獲得可觀的經(jīng)濟(jì)效益；
③彎管流量計傳感器耐磨損，對微量磨損不敏感；
④可采用直接焊接法進(jìn)行安裝，使現(xiàn)場跑冒滴漏的麻煩得到徹底的解決；
⑤適應(yīng)性強(qiáng)，量程范圍寬，直管段要求不嚴(yán)。只要是可以用孔板、渦街、均速管流量計來測量的管道內(nèi)流體流量都可以用彎管流量計進(jìn)行測量，而且在耐高溫、耐高壓、耐沖擊、耐振動、耐潮濕、耐粉塵等方面，彎管流量計遠(yuǎn)優(yōu)于其它流量計。
如高溫、高壓、沖擊、振動，對于渦街流量計來說其使用性是十分有限的，這與其測量原理有關(guān)，實(shí)測測量結(jié)果產(chǎn)生較大的附加誤差影響了測量精度，造成測量不準(zhǔn)。所有這些問題對彎管流量計來說都不存在。
彎管流量計的量程比可達(dá)1：10，對于蒸汽，它的適用范圍為0-70m/s，可以較好地滿足蒸汽流量測量的要求。彎管流量計由于其特殊的測量原理，使其在實(shí)際應(yīng)用時對直管段的要求不嚴(yán)格，一般只要求前5D、后2D即可，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于其他流量測量裝置的要求；
⑥彎管流量計精度高，重現(xiàn)性好，測量精度可達(dá)1.14％，重現(xiàn)性精度可達(dá)0.2％，一次安裝后，不再需要重復(fù)拆裝，因此，其安裝精度也能得到最佳保證。
蒸汽流量計在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用極為廣泛，蒸汽的計量準(zhǔn)確與否關(guān)系到企業(yè)的成本核算，關(guān)系到企業(yè)車間內(nèi)部核算，所以蒸汽流量儀表的選用是非常重要的，準(zhǔn)確測量蒸汽流量是生產(chǎn)部門都需要和普遍關(guān)心的問題。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，提高測量水平的呼聲越來越高。因此，應(yīng)針對生產(chǎn)實(shí)際情況，做一些細(xì)致的技術(shù)工作，切實(shí)探索出一條蒸汽流量測量的成功之路。作為流量儀表生產(chǎn)廠家在進(jìn)行蒸汽流量計選型時一定要落實(shí)好詳細(xì)參數(shù)，保證儀表滿足現(xiàn)場計量的要求。
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