摘要(yào):随(suí)着我(wǒ)國科(kē)技水平的(de)不斷進步(bù),
流量(liàng)計
量(liàng)也得到充(chōng)分的發展(zhǎn)。當前(qián)流量(liàng)計(jì)量技術(shù)被廣(guǎng)泛應用于(yú)流量(liàng)管(guǎn)道(dào)、自來(lái)水廠以(yǐ)及(jí)電能(néng)設計(jì)等多個方面。不同的流量(liàng)計量(liàng)方法對水(shuǐ)源使用量以及(jí)電能消耗情況(kuàng)的測(cè)量精度也各不相同,合理選用(yòng)流量計量方法,才(cái)能(néng)提升(shēng)計量(liàng)數據(jù)的正(zhèng)确率。故此将以(yǐ)蒸汽(qì)流(liú)量(liàng)測量(liàng)方法爲(wèi)研究對象,通(tōng)過對2種蒸(zhēng)汽流(liú)量測量方(fāng)法的分析,選擇(zé)最理(lǐ)想的測量方法(fǎ)投入(rù)到流量(liàng)計量工(gōng)作中(zhōng)。
蒸汽流量(liàng)測量(liàng)屬于(yú)流(liú)量(liàng)計算中測量精準較高,實(shí)用性較爲出色的--種(zhǒng)計量(liàng)方案(àn),在蒸(zhēng)汽流(liú)量測量(liàng)中,存在(zài)不同型(xíng)号(hào)的計(jì)量儀(yí)器,這(zhè)些儀(yí)器的選用将會(huì)影響到流(liú)量計量最終的測量(liàng)結果,爲(wèi)此(cǐ)需要(yào)合理(lǐ)分析并挑(tiāo)選合适的計量(liàng)儀器類型,以此(cǐ)實現計量數據(jù)的正确率。
1蒸汽(qì)流量(liàng)計量(liàng)的應(yīng)用原則
1.1确(què)保數(shù)值監控和(hé)檢測的實(shí)時性
在相(xiàng)關信息(xī)技(jì)術飛(fēi)速發(fā)展的過程中(zhōng),投人于蒸汽流量計
量工作(zuò)中的儀表(biǎo)儀器(qì)設備都(dōu)具有先(xiān)進水平的,在數(shù)據收(shōu)集(jí)、傳輸和(hé)分析上都能實(shí)現遠程操(cāo)作,通(tōng)過對計(jì)算機終端的操(cāo)作就能打破時間限制、地域限制和空(kōng)間限制(zhì),全(quán)局性(xìng)的實時監控各個儀(yí)器設(shè)備的(de)運行情況,并自(zì)動化地記(jì)錄下(xià)每個環節的運(yùn)行參數。所以,要(yào)基于(yú)流量(liàng)計量(liàng)特點的分(fèn)析和(hé)對各種(zhǒng)計量儀(yí)表優勢(shì)的全面(miàn)了解(jiě),設置科學合理的遠程監(jiān)測系統,并結合(hé)開展計量工作(zuò)單位對測量項(xiàng)目的實際(jì)運行需求(qiú)進行不斷(duàn)優化和改(gǎi)進,實(shí)時監控每個環節裏的計(jì)量儀表數(shù)據并(bìng)做好動态數據對比(bǐ),實現全局(jú)性的(de)遠程(chéng)有效(xiào)監測,快速正(zhèng)确(què)地定(dìng)位造成計(jì)量數(shù)據誤(wù)差的地方(fāng)并分析(xī)造(zào)成誤(wù)差或故障的具(jù)體原(yuán)因(yīn),最大化(huà)地降低(dī)發生誤(wù)差事件的(de)幾率,對計(jì)量(liàng)數據進(jìn)行有效(xiào)控(kòng)制。
1.2合(hé)理選擇标(biāo)準的(de)蒸汽流量計量(liàng)方法(fǎ)
提升(shēng)計量精(jīng)度(dù)的基礎是(shì)選用(yòng)适宜(yí)且正(zhèng)确的測量儀表(biǎo),在控制蒸汽流(liú)量計量的工作中(zhōng)最(zuì)常用的方(fāng)式也是合(hé)理選(xuǎn)取蒸汽流量計(jì)量方法(fǎ),同(tóng)時嚴(yán)把設備節流性(xìng)能關和量(liàng)程标(biāo)準關,盡可能地(dì)選擇符合(hé)有關标準的節流設(shè)備,使(shǐ)工作人員(yuán)隻需(xū)要基于流(liú)量的實際變(biàn)化情況,就能(néng)對計(jì)量儀(yí)表(biǎo)進行智(zhì)能差變測(cè)量。
2蒸(zhēng)汽計(jì)量輸差現(xiàn)象的原因(yīn)分析(xī)
蒸汽(qì)計(jì)量輸差(chà)客觀(guān)存(cún)在,同時(shí)也無法(fǎ)絕對避免,但過大的誤(wù)差意味着較大(dà)的經濟(jì)損失。通常情況(kuàng)下經由計量(liàng)儀表(biǎo)得出(chū)的蒸汽輸差原(yuán)因都(dōu)包含了計(jì)量儀(yí)表本(běn)身的(de)誤差(chà),無法實現(xiàn)“零誤(wù)差”"。因此,無(wú)論采取何種降(jiàng)低輸差的方式都需(xū)要詳細分(fèn)析造成輸差的原因(yīn),使允許誤(wù)差控制(zhì)在(zài)一定(dìng)區間内,現将歸(guī)結的3類(lèi)主要輸差原因介紹如下。(1)外(wài)界環(huán)境的溫(wēn)度因素(sù)。較長(zhǎng)的蒸汽管道途(tú)經多個不(bú)同的地區,當(dāng)地(dì)區之(zhī)間有明(míng)顯的溫度差時,計量儀(yí)表的測量(liàng)精确度除難以(yǐ)得到(dào)保證以(yǐ)外,降雪(xuě)、暴雨等難(nán)以控(kòng)制的(de)客觀(guān)天氣(qì)因素(sù)也會(huì)給蒸(zhēng)汽管(guǎn)道壓(yā)力帶(dài)來影響,即便進(jìn)行差異分析也(yě)無(wú)法百分百恢複标(biāo)準環境下的測量精(jīng)度,進而造(zào)成(chéng)蒸(zhēng)汽輸(shū)送誤(wù)差。(2)計量儀(yí)表誤(wù)差累計。在(zài)蒸汽氣流(liú)量的測量(liàng)過(guò)程中,計(jì)量儀表(biǎo)因多方(fāng)幹擾(rǎo)因(yīn)素的限(xiàn)制難免出現測量誤差,盡管每次的誤差大小(xiǎo)都屬(shǔ)于可控的(de)允許範圍内,但超(chāo)長運輸管道(dào)就意(yì)味(wèi)着有諸(zhū)多小誤差(chà)的積(jī)累,最終(zhōng)綜(zōng)合的(de)測量(liàng)結果就會(huì)産生明(míng)顯(xiǎn)的誤(wù)差。
3蒸汽流量計(jì)量方法
目(mù)前我國應用頻率較(jiào)高的蒸汽流量(liàng)測量儀器有
渦(wō)街流量計(jì)
、
超聲(shēng)波流(liú)量(liàng)計
、質量(liàng)流量計和(hé)節流(liú)式差壓(yā)流量計(jì)。
3.1渦街流量(liàng)計
應用較(jiào)爲頻繁(fán)的(de)渦街流量計在(zài)結構(gòu)上具有簡(jiǎn)潔化的(de)特(tè)征,在應(yīng)用過(guò)程中操(cāo)作簡(jiǎn)易,初期的(de)安裝和後期維(wéi)護都較(jiào)爲便利(lì),這也是爲何廣泛應用渦街流(liú)量計的(de)主要原因。由于渦街流量計傳感器不(bú)會直接作用于(yú)基礎介質,所以(yǐ)具體應(yīng)用過(guò)程中并(bìng)不(bú)會産生(shēng)過多的(de)磨損,相對而(ér)言(yán)有(yǒu)更長的使(shǐ)用壽(shòu)命,能(néng)發揮(huī)更顯著的(de)能源節(jiē)約優勢。盡管(guǎn)如此,渦街(jiē)流量(liàng)計在使用過程中還是存(cún)在一定的(de)局限性,尤其(qí)是處于(yú)雷諾數影響環境下(xià)的渦(wō)街流(liú)量(liàng)計,其壓(yā)電晶體的(de)安裝選擇(zé)隻能是應(yīng)力式,這就導(dǎo)緻(zhì)運行(háng)中的渦街(jiē)流量(liàng)計很(hěn)容易被周(zhōu)圍環境影響,進而出現計(jì)量數(shù)據誤差。
3.2節流式差壓流量計
在(zài)我國蒸汽流量(liàng)計量(liàng)工作中占(zhàn)據應用計量方(fāng)式主導地位的(de)還是經典壓差(chà)儀表(biǎo),據有關統(tǒng)計結(jié)果顯示(shì),
節(jiē)流式差(chà)壓流量(liàng)計
在流量領域的計量貿易中(zhōng)占比達到九成(chéng)。相比其(qí)他計量(liàng)工具,節流(liú)式差(chà)壓流(liú)量計在應(yīng)用方(fāng)面具(jù)有制造成本(běn)低、安全(quán)、耐用(yòng)、且适用口徑範圍大(dà)等管(guǎn)道計(jì)量優(yōu)勢;缺點在(zài)于壓力損耗(hào)大、計量精度(dù)易受(shòu)環(huán)境因素(sù)影響、測量(liàng)範圍(wéi)有限和安裝複(fú)雜等。
綜(zōng)上而言(yán),節流(liú)式差(chà)壓流(liú)量計和(hé)渦街流量計(jì)是(shì)當前蒸(zhēng)汽流量測(cè)量方(fāng)法中(zhōng)最常用的(de)2種(zhǒng),除了節(jiē)流式(shì)差壓(yā)流量(liàng)計和(hé)渦街流量計外(wài),還有超聲(shēng)波流(liú)量計和質量流(liú)量計等也會在(zài)蒸汽流量測(cè)量方法中有(yǒu)所應(yīng)用,但這些(xiē)流量(liàng)計的(de)應用頻次(cì)不高,使(shǐ)用占比(bǐ)不大(dà),所以在蒸(zhēng)汽流量測量的(de)選型(xíng)應(yīng)用,上主要集(jí)中(zhōng)于節流(liú)式差壓流量計(jì)和渦(wō)街(jiē)流(liú)量計(jì)。嚴格(gé)意義上而(ér)言,這兩種(zhǒng)流量計都(dōu)存在各自的優勢和缺陷(xiàn),故需(xū)要通過(guò)詳(xiáng)細的對比(bǐ)分析(xī)才能得知(zhī)在蒸(zhēng)汽流量測量方(fāng)法中(zhōng)選用哪種(zhǒng)流量計(jì)更(gèng)爲合(hé)适。
4選型途(tú)徑
4.1經(jīng)濟性對比(bǐ)
使用蒸汽(qì)流量計量(liàng)的(de)企業一(yī)般爲(wèi)熱力(lì)公司,根(gēn)據(jù)其經營業務的要求(qiú),熱力公司需要(yào)與(yǔ)熱(rè)電廠(chǎng)進行貿易對接(jiē),因此在選用(yòng)流量計上要注意(yì)2點,其一是流量(liàng)計的(de)正确度等級必須足(zú)夠高,其二(èr)是經濟效(xiào)益上(shàng)必須(xū)符合(hé)熱力公(gōng)司的需(xū)求。節流式差壓流量計(jì)和(hé)渦街(jiē)流量計比(bǐ)較(jiào),其優缺(quē)點見表1。
從(cóng)表1可知,渦街流量計(jì)的正确度等級更高,但采(cǎi)購價(jià)格更(gèng)高(gāo),需(xū)要支出(chū)的(de)資金(jīn)更多(duō),爲(wèi)了更好(hǎo)地了(le)解2種(zhǒng)流.量計的(de)性價比,還(hái)要計算(suàn)其經濟(jì)效益,才能(néng)得知(zhī)節流式(shì)差(chà)壓流(liú)量計(jì)和渦街流(liú)量計哪個更适用于蒸(zhēng)汽流量(liàng)計量。
假設(shè)某熱(rè)力公司(sī)使(shǐ)用dn300管道,高(gāo)壓蒸汽參(cān)數爲2.5mpa、350℃,最大設計(jì)流量和常(cháng)用(yòng)流(liú)量分(fèn)别是(shì)80t/h和(40~50)th,同(tóng)時dn300的節(jiē)流式差(chà)壓流(liú)量(liàng)計和渦街流(liú)量計示值(zhí)誤差都是(shì)1%,該熱(rè)力公司的蒸汽(qì)價格是(shì)200元/t,以平均流(liú)量45th爲(wèi)計算依據,可知金額(é)誤差爲:
1月金(jīn)額(é)差=45x1%x200x24x30=64800元
1年(nián)金額差(chà)=45x1%x200x24x365=788400元
根據兩(liǎng)個計算結(jié)果來看,如(rú)果不考慮(lǜ)市場(chǎng)需求(qiú)因(yīn)素,譬如(rú)蒸汽價格上漲(zhǎng)或者是(shì)蒸(zhēng)汽用量加(jiā)大(dà)等(děng)現象(xiàng),那麽(me)一年時間(jiān)可以(yǐ)至少(shǎo)節(jiē)省(shěng)出至少5~6個(gè)渦街流量(liàng)計的采購(gòu)價格(gé)。此外,渦街(jiē)流量(liàng)計和節流式差(chà)壓流量計(jì)相比的另一個(gè)優勢在于渦街(jiē)流量(liàng)計不(bú)需要(yào)像節流(liú)式差壓(yā)流量計(jì)一樣加(jiā)裝可移動(dòng)部件(jiàn),也就不(bú)需要企(qǐ)業投人(rén)太多的(de)人(rén)力資(zī)源(yuán)對渦(wō)街流(liú)量計(jì)進行(háng)檢查(chá)和維(wéi)修,而(ér)節流(liú)式(shì)差壓流(liú)量計因爲可移動(dòng)部(bù)件的(de)緣故(gù),需要安排維修人員(yuán)定期開展(zhǎn)人工維護(hù),對磨損的(de)孔(kǒng)闆(pǎn)進行清洗和更換,這(zhè)便加大了資金(jīn)投入(rù)出。
除(chú)此之(zhī)外,近(jìn)幾(jǐ)年蒸汽(qì)流量的使(shǐ)用一直在(zài)增(zēng)加,流量(liàng)範圍(wéi)也在不(bú)斷(duàn)擴大,部(bù)分(fèn)熱力企業(yè)的最(zuì)大設(shè)計流量其實已(yǐ)經超過(guò)了(le)80th,即量(liàng)程已(yǐ)經超過(guò)了(le)3:1,這方面量(liàng)程比(bǐ)寬過(guò)窄的節流式差壓流量計(jì)顯然無法滿足(zú)熱力企業的測(cè)量需求(qiú),而渦街(jiē)流星計(jì)卻能完(wán)全适(shì)應這一變(biàn)化。如果(guǒ)再将能量損(sǔn)失也(yě)考慮在内,渦(wō)街(jiē)流量(liàng)計的阻力損失(shī)也遠遠低于節流式(shì)差壓流量(liàng)計,不會引起太(tài)多的(de)額外能耗(hào),所以(yǐ)不管(guǎn)是考(kǎo)慮經濟效(xiào)益還(hái)是(shì)人工(gōng)上(shàng)的節(jiē)省,渦街流(liú)量計(jì)都比(bǐ)節流(liú)式差(chà)壓流量計(jì)更适(shì)合應(yīng)用(yòng)于過熱(rè)蒸汽測量(liàng)。
4.2配套(tào)設備及(jí)安裝
渦(wō)街流(liú)量計在測(cè)量優勢(shì)上較之節流(liú)式差(chà)壓流量計更(gèng)加(jiā)明顯(xiǎn),但該流量(liàng)計的(de)缺陷問(wèn)題(tí)也較(jiào)爲突出(chū),渦街流(liú)量計隻能(néng)對工況(kuàng)條件下(xià)的體(tǐ)積流量進(jìn)行(háng)顯示,這導緻(zhì)該流(liú)量計不能有效實現(xiàn)貿易計量(liàng)。出于測量(liàng)需要(yào),在使用渦街流量計時還要配(pèi)備
熱電阻
、
壓力變送(sòng)器(qì)
和流量(liàng)計算機。渦(wō)街流(liú)量計(jì)的正确(què)度等級(jí)最好爲1.0級(jí),選用長頸、高溫型最爲合适,熱(rè)電阻的插(chā)人深(shēn)度應(yīng)當(dāng)在150mm左右(yòu),配合溫度(dù)套管(guǎn),且溫(wēn)度測量範(fàn)圍要維持在0~400℃間(jiān),壓力變送(sòng)器的(de)壓力測量(liàng)範(fàn)圍爲0~3mpa,在安裝時,蒸(zhēng)汽流量(liàng)計量系(xì)統要嚴格遵循(xún)國家标(biāo)準(zhǔn)問。常用的(de)安裝方法(fǎ)有機械安(ān)裝和(hé)電氣(qì)安(ān)裝2種。使(shǐ)用機(jī)械安(ān)裝需要注(zhù)意(yì)管道振(zhèn)動的問(wèn)題,如果現場存在(zài)蒸汽(qì)管道振(zhèn)動劇烈,或者(zhě)因(yīn)爲列車(chē)行駛(shǐ)等因索引(yǐn)發外部(bù)振動現(xiàn)象時(shí),渦街流量(liàng)計需(xū)要(yào)在(zài)前後端安(ān)裝(zhuāng)抗振動(dòng)軟節。
另(lìng)外,采取(qǔ)機械安裝(zhuāng)時,渦街流量計旋渦穩定較差,爲了(le)不影響渦街流(liú)量計的旋渦穩定,流(liú)量調節(jiē)閥(fá)必須安裝在流(liú)量計的下遊,也同樣出于減少對渦街(jiē)流量計(jì)的旋(xuán)渦穩(wěn)定影(yǐng)響,壓力變送器(qì)和熱電阻(zǔ)也應當安(ān)裝在(zài)流量(liàng)計下遊。在安裝(zhuāng)過程(chéng)中,工作者(zhě)要先安(ān)裝(zhuāng)壓力變送器,然後在(zài)隔1d~2d位(wèi)置的(de)下遊(yóu)安(ān)裝(zhuāng)熱電阻,具(jù)體結構(gòu)如圖1所(suǒ)示。
另一(yī)種安裝(zhuāng)方(fāng)式爲(wèi)電氣安裝,如圖(tú)2所示,需要注意(yì)引線長(zhǎng)度(dù)、線徑(jìng)和阻值(zhí),這(zhè)些因(yīn)素會對上傳到(dào)流量計算(suàn)機的(de)溫度(dù)差異(yì)帶來(lái)影響,所以(yǐ)在電氣安裝中需要(yào)配備ups電源(yuán)、防雷(léi)、接地等(děng)輔助設(shè)備,确(què)保流(liú)量計(jì)的長(zhǎng)期(qī)穩定可(kě)靠以及在極端惡劣(liè)天(tiān)氣下也(yě)能保持正常使(shǐ)用。
5結束(shù)語
通過綜合比(bǐ)較、選(xuǎn)型和安裝(zhuāng),以及結合(hé)熱力(lì)企業貿易結算(suàn)的需要,在蒸汽(qì)測量(liàng)計量中選(xuǎn)用渦街(jiē)流(liú)量計蒸汽(qì)計量(liàng)系統(tǒng)更爲(wèi)合(hé)适(shì),通過(guò)選擇渦街流量(liàng)計蒸汽(qì)計(jì)量系(xì)統進(jìn)行測量計(jì)量工(gōng)作,所得到的測量(liàng)結果更(gèng)加正确,且(qiě)企業(yè)爲渦(wō)街流量計(jì)蒸汽計量(liàng)系統(tǒng)投人的資源也(yě)更加少(shǎo),性(xìng)價比(bǐ)優異(yì),值(zhí)得在蒸(zhēng)汽測量中(zhōng)大範(fàn)圍投(tóu)入應用(yòng)。
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