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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60余種，之所以這樣，因為史上還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。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技術(shù)性很強的工作，需要在作出最終選擇之前仔細而深入地考慮和權(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償或一體化壓力補償渦街流量計來測量飽和蒸汽的流量，采用一體化溫壓補償?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，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：
①結(jié)構(gòu)簡單牢固，無可動部件，長期運行十分可靠；
②維護十分方便，安裝費用低；
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，無零點漂移，精度高，并方便與計算機聯(lián)網(wǎng)；
⑤測量范圍寬，量程比可達1：10
⑥壓力損失小，運行費用低，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償，調(diào)換配件后無需重新標定儀表的系數(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，有國際標準，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，維護及拆洗的工作量較大；
③需配差壓變送器使用，增加了維護的工作量，另需敷設(shè)導(dǎo)壓管，且在冬季需對導(dǎo)壓管進行保溫，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，運行費用高。
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。彎管傳感器實際上是一個90度標準彎頭，沒有比它結(jié)構(gòu)更簡單的流量傳感器了。隨著[wiki]機械[/wiki]加工工業(yè)的發(fā)展和行業(yè)標準化及規(guī)范化管理的不斷完善，用作彎管傳感器的標準機制彎頭其質(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，實際運行時遠遠超過這個值。即便是這幾千帕的壓力損失，它所造成的附加運行費用也是不可忽視的。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、電耗費用、折合標準煤量、購煤費用的單臺孔板流量計在一個取暖季節(jié)運行費用的數(shù)據(jù)，其中運行天數(shù)按120天、電價按0.35元／度、標準煤價按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，運行費用為3.12萬元，對于流量為10000m3/h的大型熱網(wǎng)，額外耗電量達24萬度，運行費用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行計量，就可大大地減少運行費用，獲得可觀的經(jīng)濟效益；
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，量程范圍寬，直管段要求不嚴。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。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，使其在實際應(yīng)用時對直管段的要求不嚴格，一般只要求前5D、后2D即可，遠遠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1.14％，重現(xiàn)性精度可達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)實際情況，做一些細致的技術(shù)工作，切實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)廠家在進行蒸汽流量計選型時一定要落實好詳細參數(shù)，保證儀表滿足現(xiàn)場計量的要求。
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