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蒸汽計量存在的問題及提高計量準確度的對策

來源:廣州能源檢測研究院作者:鄒建華發表時間:2018-06-11 12:01:03

 摘 要: 對蒸汽計量係統進行概述, 並在分析蒸汽計量係統計量工作存在問題的基礎上, 進一步提出提高蒸汽計量精確度的對策。

 
 
        蒸汽是工業生產中的一種二次能源, 其在我國工業生產以及日常生活中都有著較高的利用價值。 在蒸汽的使用過程中, 使用者與蒸汽提供者經常會存在一些糾紛, 這些問題主要是由於對蒸汽計量的不準確所引起的。 近幾年, 隨著我國計量技術的不斷進步, 越來越多的計量工具以及計量管理辦法被應用到蒸汽計量工作中, 極大的提升了蒸汽計量係統的準確性。
 
1 蒸汽計量係統概述
        目前, 大多的蒸汽計量工具都是自行生產並組裝的, 在蒸汽計量過程中, 一旦有計量糾紛發生, 就涉及到計量工作的準確性。 對於蒸汽計量工具的選擇來說,大中型蒸汽管道多使用孔板測量技術進行計量。 一般來說, 孔板測量技術的成本較為低廉, 並且孔板流量計的結構也比較簡單, 再加上該儀器有著較好的耐高溫性能, 因而現階段這一技術備受大中型蒸汽生產企業的青睞。 而對於中小型蒸汽企業來說, 大多是用渦街流量計進行計量。 對於渦街流量計來說, 其不僅有著良好的抗震性能與可靠性能, 同時通用性較強, 結構簡單牢固、便於維修; 渦街流量計的壓力損失較小, 並且可用於蒸汽、 氣體、 液體的體積流量或者是質量流量的計量。
 
2 蒸汽計量工作存在的問題
2.1 上下遊直管段不足
        對於渦街或者是孔板流量計來說, 其前後的直管段分別要求為 20D 以及 5D 。 一旦流量計上下遊的直管段存在不足的問題, 必將會造成流體不能以正常狀態流動, 進而會出現旋渦或者是流速分布剖麵畸變等一係列問題, 使得流量計的計量準確度受到影響。 流速剖麵畸變問題還可能由於管道局部的阻礙 (比如說閥門位置處) 或者是彎管所造成, 因而旋渦大多是由兩個或者是兩個以上空間彎管所引起的。 對於流量計上下遊直管段不足所引發的計量問題, 工作人員可以采用安裝流動調整器的方式來進行調整。
 
2.2 蒸汽的密度補償不正確
        要提升蒸汽計量工作的精確性, 就要對蒸汽壓力及溫度變化等因素進行充分考慮, 即要進行蒸汽密度補償。 一般來說, 不同類型的流量計受密度變化影響的方式是不一樣的。 對於渦街流量計來說, 其信號輸出僅與流速相關, 與介質的密度以及壓力、 溫度等因素無關。對於差壓式流量計來說, 其質量流量和流量計的幾何外型有關, 同時還受到差壓平方根以及密度平方根的影響。 因而, 對於不同的計量方式, 其密度補償也存在著一定的差異性。 在進行密度補償時, 測溫會對補償精確度產生較大影響。
 
2.3 蒸汽幹度不符合要求
        目前, 蒸汽流量計絕大多數是體積流量計, 也就是先進行體積流量的測量, 再根據相應的密度進行質量流量的換算, 在這一過程中, 假定蒸汽是完全幹燥的。 實際上蒸汽並不是完全幹燥的, 因而要考慮蒸汽幹度對計量準確度的影響, 這一問題往往會被忽略, 進而導致計量數據一般會低於實際流量。
 
2.4 量程比不足
        量程比指的是流量計在確保精度的前提下, 所能測量的好大流量與好小流量的比值。 由於渦街流量計的輸出頻率與流量成線性關係, 其流量的量程比可達 20:1~80:1 , 在測量較大量程時仍能保證精度。 差壓流量計的差壓與流量成非線性關係, 量程比隻有 3:1~5:1 , 在小流量時測量精度不夠。 如果擴大量程比, 就必須設法提高差壓變送器的精度。 一般來說, 不同的流量計所允許的好低流速往往是不同的, 因而, 對於那些量程比不足的情況, 要專門使用大量程比的流量計進行計量, 或者是采用多個流量計並聯的方式進行計量。
 
3 提高蒸汽計量準確性的對策
3.1 注重蒸汽計量儀表的選型工作
        要提升蒸汽計量的準確性, 就要合理選擇蒸汽計量儀表, 應重點考慮以下兩個影響因素:一方麵, 要注重量程問題。 一般來說, 導致蒸汽計量儀表工作不正常的原因主要是選型時量程不正確導致的。 由於蒸汽使用的淡季與旺季會有較大的流量差異,因而一般的蒸汽計量儀表的流量範圍很難適應實際的需求。 在選用儀表前, 首先要明確流量的範圍, 並且要在這一基礎上進行蒸汽計量儀表的選擇, 確保儀表符合相關的運行參數要求。
 
        另一方麵, 要對管道的直徑問題進行深入分析。 在進行節流裝置設計時, 大多情況下會采用工藝所提供的公稱名義管徑值, 但是公稱名義管徑值和實際的管徑值會存在一定誤差, 尤其是卷管誤差更為顯著, 這樣一來, 就會導致計量誤差的增大。 在實際應用過程中, 要嚴格按照國標的要求執行, 同時還要保證內徑平均值不低於在垂直軸線方向上兩個橫截麵內所測得的內徑的平均值, 並且內徑的數值精度 (應用在設計工作中的管道內徑) 必須達到 ±0.3% 。 另外, 在設計工作前要進行管徑的實測工作, 進而降低計算誤差。
 
3.2 確保蒸汽計量儀表的安裝質量
        在進行蒸汽計量儀表的安裝工作時, 要根據儀表的類型和生產廠家給出的安裝要求確保正確安裝, 以保證計量儀表能正常工作。 比如說在進行鍋爐出汽口附近的蒸汽計量儀表安裝工作時, 要避免在截止閥或者是管道彎頭附近安裝, 以免由於蒸汽流動狀態不正常影響計量的準確性。
 
3.3 注重儀表的維護工作
        蒸汽計量儀表的工作環境較為惡劣, 長期處於高溫、 高壓的水蒸汽環境當中, 因而要做好其維護工作,及時排除儀表的損壞、 鏽蝕以及雜質阻塞等問題。 一方麵, 要定期進行儀表的維護與檢修; 另一方麵, 對於孔板式計量儀表, 要注重孔板開口圓麵的鏽蝕問題, 及時對附著贓物進行清洗, 必要時可以進行孔板的更換。 對於渦街式計量儀表, 要對渦街流量傳感器進行定期檢查, 確保不發生雜物阻塞、 檢測元件失靈等問題。
 
4 結束語
        由於蒸汽的應用可以提高生產質量與效率, 並且可以迅速的確定與控製其溫度, 應用過程較為安全、 清潔、 低成本, 因而在生產生活中的應用範圍越來越廣。現階段, 要重視蒸汽計量工作的精確性, 在實際工作中應注重設備的選型、 做好日常的安裝、 維護以及檢修工作, 從而更好地提升蒸汽計量工作的準確性。
 
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