蒸汽是石(shí)油(yóu)化工(gōng)企業(yè)重要(yào)的二(èr)次能(néng)源，在(zài)企業能源計量(liàng)中占(zhàn)有重要地(dì)位。從企(qǐ)業效益(yì)出發，要降低生産成(chéng)本則需降(jiàng)低蒸(zhēng)汽的消耗(hào)量(liàng)，蒸汽(qì)計量由此成(chéng)爲企業計量技術工作的(de)重點之一。儀表(biǎo)都有一定(dìng)的測(cè)量(liàng)範圍和(hé)合适(shì)的量程比(bǐ)，可是工藝生産(chǎn)過程往往又(yòu)有不同負荷(hé)狀(zhuàng)态下的(de)多(duō)種運行方式(shì)，随之(zhī)對應的蒸(zhēng)汽用(yòng)量就(jiù)會出現大流(liú)量、正常(cháng)流量及小流量等不同流速，蒸(zhēng)汽的物理參(cān)數(shù)如溫度、壓(yā)力及(jí)密度等參(cān)數也(yě)會在(zài)不同負荷(hé)狀(zhuàng)态下發(fā)生相(xiàng)應的(de)變化。任何(hé)類型測量蒸汽的儀(yí)表要滿足(zú)不同工況下的(de)準确測量實際(jì)上很困難。這就(jiù)要求在測(cè)量方(fāng)法和(hé)儀(yí)表選型上根(gēn)據測(cè)量回(huí)路的要求(qiú)充分(fèn)考慮各種計量(liàng)儀表的優(yōu)缺點，選擇(zé)量(liàng)程比合适的儀表(biǎo)并采(cǎi)用适(shì)當的補償(cháng)措施，如溫壓(yā)補償、蒸(zhēng)汽狀态及(jí)分段(duàn)線(xiàn)性(xìng)化補償等(děng)。但是随之而來(lái)就會(huì)産生(shēng)安裝位(wèi)置(zhì)、直管(guǎn)段及維護(hù)需求等一系(xì)列的安(ān)裝問題。
　　爲此，圍(wéi)繞(rào)當(dāng)前常用的(de)差壓式和速度式蒸汽流量計(jì)的選型(xíng)、安裝注意事(shì)項以及安(ān)裝和運行(háng)中容(róng)易發(fā)生的問題(tí)展開讨(tǎo)論，重點考慮(lǜ)蒸汽流量(liàng)儀表選型時儀表和(hé)被測(cè)介質(zhì)的特性、生産(chǎn)工(gōng)藝的變化、儀表(biǎo)的安裝條件及管理(lǐ)維(wéi)護等因(yīn)素(sù)的影(yǐng)響(xiǎng)。
1 蒸汽(qì)流量(liàng)計 的類型(xíng)
①企業使用(yòng)蒸汽(qì)流量計一般用(yòng)于: 計(jì)量蒸(zhēng)汽用量，進行内部或(huò)外部(bù)計費(fèi)結算; 監測(cè)能源(yuán)的使(shǐ)用效率(lǜ)，如(rú)根據熱焓(hán)确定添加(jiā)的(de)蒸汽量; 改進(jìn)工藝過程的控(kòng)制效果，比(bǐ)如使(shǐ)流量恒(héng)定(dìng)在設(shè)定值(zhí)或按一定(dìng)的規律變(biàn)化。
　　用(yòng)戶應根據自身需要，再結合流(liú)量計的相(xiàng)關特性選(xuǎn)擇合适的(de)蒸汽(qì)流量儀表。目前(qián)，測(cè)量(liàng)蒸汽(qì)介質普遍(biàn)選用(yòng)的是差(chà)壓流量(liàng)計和渦街(jiē)流量(liàng)計配(pèi)密度(dù)補償(cháng)方式(shì)完成計量(liàng)。
1.1 差壓式流量計(jì)
　　 差壓式流量計 在穩流(liú)情況下(xià)，管(guǎn)道中流量與(yǔ)壓差(chà)的(de)平方根(gēn)成正比。基(jī)于流(liú)體質量守恒( 連(lián)續性方程) 和能量(liàng)守(shǒu)恒( 伯努利(lì)方程(chéng)) 定律(lǜ)，可知(zhī)基本的流(liú)量計(jì)算式(shì)爲:

式(shì)中 c ———流(liú)出系(xì)數( 實際流量(liàng)/理論流量) ;
d ———節(jiē)流件孔徑，m;
Δp ———節流件上下遊的壓(yā)差，pa;
qm———蒸汽(qì)質量流(liú)量，t/h;
β ———直徑(jìng)比(bǐ)，β = 孔闆(pǎn)直徑 d /管道直徑(jìng)d;
ε ———可膨脹性(xìng)系(xì)數(shù)，蒸汽(qì)的 ε 小于 1;
ρ ———蒸(zhēng)汽密度(dù)，kg /m3。
　　差壓式流量(liàng)計中常用的有孔闆流量(liàng)計和(hé)新型v 錐(zhuī)流(liú)量計兩(liǎng)種(zhǒng)型式。
　　 孔闆流量計 以(yǐ)簡單結實、成本(běn)低廉(lián)及無需額(é)外标定(dìng)等(děng)優勢(shì)在工業中獲得(dé)廣泛應(yīng)用。但它也有(yǒu)自身的缺(quē)點: 受限于(yú)工作(zuò)原理，量程比限(xiàn)制在3∶ 1 ～ 5∶ 1; 在水錘作用下，孔闆(pǎn)會變形，如果(guǒ)設(shè)計或(huò)安裝不(bú)當甚至(zhì)會堵塞管道; 孔(kǒng)闆的直(zhí)角邊緣在長期(qī)運行後(hòu)會磨(mó)損(sǔn)，特别是(shì)在進行蒸(zhēng)汽介(jiè)質測(cè)量時會改變孔闆特(tè)性，影響測量精度，因(yīn)此必須對孔闆(pǎn)進行周期檢查(chá)并予以更換; 孔闆流(liú)量(liàng)計(jì)一般(bān)需要較(jiào)長的直管段以保(bǎo)證精(jīng)度，表(biǎo) 1 給出了不(bú)同直徑比(bǐ) β 和不(bú)同上(shàng)遊擾流布(bù)置情況下所建(jiàn)議的直(zhí)管(guǎn)段長(zhǎng)度(dù)。

　　 v錐流量計 具(jù)有壓損小、量程比寬(kuān)、直管段短(duǎn)及測量精(jīng)度高(gāo)等優點，這(zhè)些特(tè)點來源(yuán)于(yú)特殊(shū)的設計結構———錐體位(wèi)于(yú)管(guǎn)道中心處。在計算工(gōng)況下(xià)的實際流量時(shí)，應先計算(suàn)出流(liú)體流過(guò)v形(xíng)錐的有(yǒu)效面積(jī)s和等效(xiào)直徑比(bǐ)β，再代(dài)入式(1)計算得到。
雖然v錐流(liú)量計(jì)可以在(zài)直管段不夠長的(de)情況下較其他(tā)節流裝置(zhì)有較(jiào)高的測量精度(dù)，但所需(xū)的前後(hòu)直管(guǎn)段仍要視具體情況而定(dìng)。有數(shù)據顯示，前置閘閥開度大(dà)于25%時，各種開度下當(dāng)要求較高(gāo)測量準(zhǔn)确時，流(liú)量計(jì)前(qián)直管段(duàn)長度l=10d尚嫌不足(zú)，而不是各(gè)種情(qíng)況下(xià)均爲前0～3d、後(hòu)0～1d的直管段，這個(gè)特點需要相關(guān)技術人員的高(gāo)度重視。
　　當測量(liàng)蒸汽介質(zhì)的管道停汽檢修時，管道底部會存有積(jī)水(shuǐ)。恢複通(tōng)汽後(hòu)，在壓(yā)力推動下(xià)，水的(de)波動(dòng)很容易(yì)引起管道振動，流(liú)量較(jiào)大時管(guǎn)道振動劇烈甚至會損(sǔn)壞節流件造成生産事故。
1．2渦街(jiē)流量(liàng)計(jì)
　　流(liú)體流(liú)經設(shè)置在管道(dào)内的漩渦(wō)發生體時會産(chǎn)生流(liú)動振蕩(dàng)，在(zài)發生(shēng)體的兩側(cè)交替(tì)産生規則漩渦，測定其振蕩頻(pín)率可以反(fǎn)應流(liú)量的大小。當工(gōng)況條(tiáo)件(jiàn)合适時，漩渦(wō)頻率(lǜ)f和流(liú)體速度v成(chéng)線性(xìng)關系(xì)，且與密度(dù)無關，可表(biǎo)示爲(wèi):

對于給(gěi)定的流(liú)量計，其質(zhì)量流(liú)量 qm爲(wèi):

式中 a ———流量計的截面積，m2
式中 a ———流量(liàng)計的截面積，m2
d ———漩渦發生(shēng)體迎流面的最(zuì)大寬度，m;
f ———漩(xuán)渦的釋放頻率(lǜ)，hz;
k ———對于(yú)給定的流量計(jì)爲常(cháng)數;
st———斯特羅(luó)哈(hā)爾數，無量綱，當雷諾數 Ｒe在 102～ 105時(shí)其值約爲(wèi) 0． 2;
v ———發生(shēng)體兩(liǎng)側的平均(jun1)流速(sù)，m / s;
ρ ———蒸汽密度(dù)，kg /m3。
　　與(yǔ)孔闆流量計(jì)相比， 渦街(jiē)流量(liàng)計 有較(jiào)好的量(liàng)程比( 一般(bān)爲 30∶ 1) 、無(wú)可動(dòng)部件及流(liú)阻(zǔ)低等優點，但(dàn)在抗(kàng)振、脈動流(liú)及抗(kàng)幹擾(rǎo)等方面也有明顯的(de)局限性。爲此，在(zài)安裝渦街流量(liàng)傳感(gǎn)器時應(yīng)注意:
a．選擇合理的(de)安裝場所，遠離強磁場設(shè)備，避(bì)開強振動和強(qiáng)腐蝕環境。
b．上下(xià)遊配管應(yīng)滿足(zú)安裝要(yào)求，約爲(wèi)前10d和(hé)後5d。不(bú)同的安(ān)裝條(tiáo)件(如縮(suō)管、擴管、t形(xíng)管、前(qián)端是(shì)否有閥門及過(guò)濾(lǜ)器等擾(rǎo)流件(jiàn))，對上遊直(zhí)管段的要求也(yě)相異(yì)，還需參考儀表說(shuō)明書。另(lìng)外，流(liú)量或壓力(lì)調節(jiē)閥(fá)應裝在(zài)傳感器下(xià)遊5d以(yǐ)外;測壓孔(kǒng)應設在流(liú)量計(jì)下遊的2d～7d處;測溫(wēn)孔應設在(zài)離測(cè)壓孔(kǒng)下遊的1d～2d處(chù)。
c．基于(yú)其流(liú)體振蕩的(de)工作原理，振動會引起(qǐ)誤差，可(kě)以在(zài)傳感(gǎn)器上(shàng)下遊2d處分别設(shè)置防振(zhèn)座并加(jiā)防振墊(niàn)。
d．任(rèn)何墊(niàn)片和焊(hàn)渣的凸出都(dōu)會導緻其(qí)他(tā)漩渦的(de)發生(shēng)，引起(qǐ)計量誤差。t形管上遊(yóu)安裝(zhuāng)閥門(mén)即可避免(miǎn)脈動壓的(de)影響。
　　目前(qián)，渦街流量(liàng)計的(de)流(liú)量系數一般(bān)是在水流(liú)量标準裝置上标定得(dé)到的。按(àn)照渦街流量計(jì)的工作原理，在一定(dìng)的(de)雷諾數(shù)範圍内(nèi)，渦街流(liú)量計的流(liú)量系(xì)數隻與漩(xuán)渦發(fā)生體、管道形狀(zhuàng)和幾何尺(chǐ)寸有(yǒu)關。因此(cǐ)，渦(wō)街流(liú)量計用水标定(dìng)得到(dào)的流量系(xì)數在(zài)儀表(biǎo)用(yòng)來(lái)測量(liàng)氣體(tǐ)和蒸汽時采(cǎi)用也是(shì)合理(lǐ)的。
　　用(yòng)水标定時流速最高(gāo)也隻到 10m/s，而(ér)實(shí)際(jì)應用時氣體和(hé)蒸汽的(de)流速卻(què)遠大于 10m/s，某品牌(pái)渦街流(liú)量計承諾 80m/s 的流速(sù)仍(réng)能保證測量(liàng)精度(dù)，但品質(zhì)欠佳的渦街(jiē)流量(liàng)計在大于40m/s流(liú)速時已(yǐ)産生明顯的“漏脈沖(chòng)”現象而且(qiě)流速越(yuè)高“漏脈(mò)沖”越(yuè)嚴重，從而出現示值嚴重偏低(dī)的情況。另(lìng)外，流量計(jì)前後壓差同(tóng)流(liú)速之間的(de)關系也應符(fú)合(hé)下式:

式中(zhōng) d ———管道内徑(jìng)，mm;
Δp———壓力損失，kpa;
qv———體積(jī)流量(liàng)，m3/ h;
v ———流速，m / s;
ρ ———流(liú)體密度，kg /m3。
2安裝(zhuāng)要點分析(xī)
2．1差壓流量計的(de)安裝(zhuāng)
　　用差壓流(liú)量計測量(liàng)蒸汽(qì)流量，爲(wèi)保護差(chà)壓變(biàn)送器(qì)的高(gāo)低壓(yā)室，通(tōng)常設(shè)置兩個(gè)冷(lěng)凝罐，兩個冷凝罐内(nèi)液位高(gāo)度相等(děng)是壓(yā)差信号不(bú)失真傳(chuán)遞的關(guān)鍵。如(rú)果發現一(yī)個冷凝(níng)罐是冷(lěng)的，罐(guàn)的(de)上(shàng)部必(bì)定不是蒸汽，造(zào)成這種情況的(de)原因有多種，如(rú):導壓管堵、根部(bù)閥堵、溢(yì)流(liú)口高(gāo)度比(bǐ)取壓(yā)口低(dī)、在取壓口(kǒu)和冷(lěng)凝罐之間(jiān)存在(zài)液封等。不(bú)管是(shì)哪種(zhǒng)原(yuán)因，都将(jiāng)使差壓變送器(qì)接收到的(de)壓差(chà)與節流件送出(chū)的壓(yā)差(chà)信号不(bú)相等，進而(ér)引起流量測量誤差。如圖(tú)1所(suǒ)示(shì)，改造(zào)前到正壓冷凝(níng)罐的引壓管由(yóu)于安裝(zhuāng)坡度不(bú)合理(lǐ)形成u形水(shuǐ)封，這段(duàn)管内的(de)冷凝水不能靠(kào)重力(lì)流(liú)回(huí)母管(guǎn)，從而造成流量示值偏低。配置(zhì)和安(ān)裝(zhuāng)合理的(de)壓差裝置後，蒸(zhēng)汽從母(mǔ)管經導壓管流(liú)入冷凝(níng)罐，放出熱量後(hòu)變(biàn)成凝(níng)結(jié)水，罐(guàn)中液位高于溢流口後自動返(fǎn)回母管(guǎn)，從(cóng)而保(bǎo)證兩(liǎng)個(gè)罐中的凝結水液(yè)位相(xiàng)等。

2．2渦街流量計的(de)安裝(zhuāng)
　　渦街流量計經常(cháng)與(yǔ)調節(jiē)閥安裝(zhuāng)在(zài)同一(yī)根管道(dào)上(shàng)以控(kòng)制流(liú)量或壓力。如圖(tú)2所示，來自(zì)鍋爐的(de)蒸(zhēng)汽總管經(jīng)壓(yā)力控制(zhì)回路調節後進(jìn)入蒸汽分氣缸(gāng)并根據用(yòng)戶負荷測(cè)量總蒸汽(qì)用量，分氣(qì)缸分配到(dào)各用(yòng)汽設(shè)備或(huò)裝置(zhì)，同樣(yàng)安裝有壓(yā)力或(huò)流量調節(jiē)控制(zhì)回路(lù)。

　　儀(yí)表控制過(guò)程中，會受(shòu)到(dào)儀(yí)表元(yuán)件疲勞及(jí)裝置運行狀态突變等多(duō)種因(yīn)素的影響，導緻(zhì)調節閥(fá)運行時(shí)發生(shēng)振蕩(dàng)。這就很可(kě)能會造成(chéng)分表之和(hé)與總表示(shì)值的異常(cháng)偏差。用戶(hù)應分(fèn)析振(zhèn)蕩産(chǎn)生的原因，糾正(zhèng)其産(chǎn)生的條件并時(shí)常關注(zhù)調節系(xì)統的(de)運(yùn)行狀況［2］。
3 維護管理(lǐ)
　　測量蒸汽(qì)的(de)儀(yí)表都(dōu)有其局限性，流(liú)量儀表進行蒸(zhēng)汽測(cè)量(liàng)時，都是(shì)指理論上(shàng)單相(xiàng)的飽和蒸汽或過熱蒸汽介質(zhì)。但(dàn)蒸汽狀态在(zài)不同的條件下(xià)會發生變化，過(guò)熱蒸汽可(kě)能變(biàn)爲飽和蒸(zhēng)汽，飽(bǎo)和(hé)蒸(zhēng)汽又可能(néng)因爲經過長距(jù)離輸送、保(bǎo)溫欠(qiàn)佳及疏水措施不到(dào)位等多種(zhǒng)原因夾帶冷凝(níng)水，類(lèi)似這(zhè)樣的(de)狀況下，流(liú)量計是不能做(zuò)出正(zhèng)确測量的(de)。解決(jué)這種(zhǒng)問題通常(cháng)可從 4 個方(fāng)面考(kǎo)慮: 蒸(zhēng)汽流量儀(yí)表不要(yào)安裝在(zài)整套(tào)管路的低(dī)處，以(yǐ)保障被測(cè)介質的(de)品質; 完善主副(fù)蒸(zhēng)汽管(guǎn)道的保溫(wēn)措施(shī)，減少管道冷凝水的産生和相(xiàng)應的壓力損失(shī); 創造合适的安(ān)裝條件(jiàn)，便(biàn)于将來儀表的維護(hù)保養; 根據蒸汽(qì)系統設(shè)計規範設置(zhì)疏水閥安(ān)裝位(wèi)置，一般情況下，每 30 ～ 50m安裝一組疏水閥是比(bǐ)較規範(fàn)的(de)布置(zhì)，同時(shí)加(jiā)強疏水(shuǐ)閥的管理(lǐ)和保養。
　　另外，涉及貿(mào)易(yì)結(jié)算(suàn)或(huò)需要(yào)計費的應用場(chǎng)合，則要做好趨勢記錄和定期(qī)備份以便(biàn)進行(háng)數據(jù)分(fèn)析，實時(shí)了解(jiě)用戶在不同時(shí)段(duàn)的用汽(qì)情況，同時要防(fáng)止意(yì)外(wài)斷電導(dǎo)緻儀(yí)表不(bú)計量(liàng)的情(qíng)況發生，必(bì)要時(shí)流量(liàng)積算儀的(de)趨(qū)勢數據(jù)、記錄和電源可派專人管理。
4 結(jié)束語
　　通過(guò)對孔(kǒng)闆、v 錐和渦街流(liú)量計的分析來(lái)看，蒸(zhēng)汽(qì)質(zhì)量流(liú)量(liàng)用差壓流量(liàng)計和渦街流量計測(cè)量都(dōu)能得(dé)到較(jiào)準(zhǔn)确的結(jié)果，都能滿足 gb 17167-2006的(de)要求(qiú)。爲保證蒸(zhēng)汽的正确(què)計量(liàng)，用戶應注意選(xuǎn)擇量(liàng)程(chéng)比比較大的流量計以(yǐ)避免(miǎn)在(zài)下(xià)限工(gōng)作時讀數偏低(dī)甚至爲零的情(qíng)況; 流量(liàng)計(jì)規範(fàn)的安裝(zhuāng)非常關鍵，微小的細節(jiē)就可以避(bì)免投(tóu)運後(hòu)出現的很(hěn)多問題。另外，爲(wèi)流量(liàng)計配上一體化的溫壓補(bǔ)償系統，既可以(yǐ)減少安裝(zhuāng)工作量并降(jiàng)低安裝(zhuāng)成本(běn)，也避免了因此帶(dài)來(lái)的附(fù)加誤(wù)差(chà)。

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