首   頁  公司簡介  產(chǎn)品中心  質(zhì)量體系  銷售網(wǎng)絡(luò)  聯(lián)系我們
 
  溫度儀表系列
  壓力儀表系列
  流量儀表系列
  校驗儀表系列
  顯示儀表系列
  變送器儀表系列
  電線電纜系列
 
  電磁流量計的工作原理
  氧化鋯氧傳感器的原理及應(yīng)用
  有害氣體檢測報警儀選用原則
  我國計量用儀器儀表的發(fā)展和現(xiàn)狀
  國內(nèi)儀器儀表行業(yè)將發(fā)生高科....
  西安交大研制出超高溫沖擊壓....
  采用半導(dǎo)體精密溫度傳感......
  智能溫度傳感器的發(fā)展趨勢
  簡述幾種氣體檢測傳感器.....
  利用傳感器技術(shù)制造智能服裝
  新型傳感器監(jiān)控魚群數(shù)量
   
 
聯(lián)系方式
 電話(市場部):0517-86851868  
        0517-86882048
        0517-86881908
   (拓展部):0517-86882683
 傳真:0517-86851869
 節(jié)假日商務(wù)聯(lián)系電話:
 何經(jīng)理:13655238295
 劉經(jīng)理:15861721324
 郵編:211600
 網(wǎng)址:http://qianxinmuye.cn/
    http://www.sukeyb.com/
 E-mail:china-suke@163.com
     sukeyb@163.com
 地址:江蘇省金湖縣工業(yè)園區(qū)環(huán)城西
 路269號
 您現(xiàn)在的位置 > 首頁 > 行業(yè)新聞 > 蒸汽流量計選型與安裝問題分析
  發(fā)布時間:2016-12-08

蒸汽流量計選型與安裝問題分析

  蒸汽是石油化工企業(yè)重要的二次能源,在企業(yè)能源計量中占有重要地位。從企業(yè)效益出發(fā),要降低生產(chǎn)成本則需降低蒸汽的消耗量,蒸汽計量由此成為企業(yè)計量技術(shù)工作的重點之一。儀表都有一定的測量范圍和合適的量程比,可是工藝生產(chǎn)過程往往又有不同負(fù)荷狀態(tài)下的多種運行方式,隨之對應(yīng)的蒸汽用量就會出現(xiàn)大流量、正常流量及小流量等不同流速,蒸汽的物理參數(shù)如溫度、壓力及密度等參數(shù)也會在不同負(fù)荷狀態(tài)下發(fā)生相應(yīng)的變化。任何類型測量蒸汽的儀表要滿足不同工況下的準(zhǔn)確測量實際上很困難。這就要求在測量方法和儀表選型上根據(jù)測量回路的要求充分考慮各種計量儀表的優(yōu)缺點,選擇量程比合適的儀表并采用適當(dāng)?shù)难a償措施,如溫壓補償、蒸汽狀態(tài)及分段線性化補償?shù)。但是隨之而來就會產(chǎn)生安裝位置、直管段及維護(hù)需求等一系列的安裝問題。
  為此,圍繞當(dāng)前常用的差壓式和速度式蒸汽流量計的選型、安裝注意事項以及安裝和運行中容易發(fā)生的問題展開討論,重點考慮蒸汽流量儀表選型時儀表和被測介質(zhì)的特性、生產(chǎn)工藝的變化、儀表的安裝條件及管理維護(hù)等因素的影響。
1 蒸汽流量計的類型
①企業(yè)使用蒸汽流量計一般用于: 計量蒸汽用量,進(jìn)行內(nèi)部或外部計費結(jié)算; 監(jiān)測能源的使用效率,如根據(jù)熱焓確定添加的蒸汽量; 改進(jìn)工藝過程的控制效果,比如使流量恒定在設(shè)定值或按一定的規(guī)律變化。
  用戶應(yīng)根據(jù)自身需要,再結(jié)合流量計的相關(guān)特性選擇合適的蒸汽流量儀表。目前,測量蒸汽介質(zhì)普遍選用的是差壓流量計和渦街流量計配密度補償方式完成計量。
1.1 差壓式流量計
  差壓式流量計在穩(wěn)流情況下,管道中流量與壓差的平方根成正比。基于流體質(zhì)量守恒( 連續(xù)性方程) 和能量守恒( 伯努利方程) 定律,可知基本的流量計算式為:

式中 C ———流出系數(shù)( 實際流量/理論流量) ;
d ———節(jié)流件孔徑,m;
Δp ———節(jié)流件上下游的壓差,Pa;
qm———蒸汽質(zhì)量流量,t/h;
β ———直徑比,β = 孔板直徑 d /管道直徑D;
ε ———可膨脹性系數(shù),蒸汽的 ε 小于 1;
ρ ———蒸汽密度,kg /m3。
  差壓式流量計中常用的有孔板流量計和新型V 錐流量計兩種型式。
  孔板流量計以簡單結(jié)實、成本低廉及無需額外標(biāo)定等優(yōu)勢在工業(yè)中獲得廣泛應(yīng)用。但它也有自身的缺點: 受限于工作原理,量程比限制在3∶ 1 ~ 5∶ 1; 在水錘作用下,孔板會變形,如果設(shè)計或安裝不當(dāng)甚至?xí)氯艿? 孔板的直角邊緣在長期運行后會磨損,特別是在進(jìn)行蒸汽介質(zhì)測量時會改變孔板特性,影響測量精度,因此必須對孔板進(jìn)行周期檢查并予以更換; 孔板流量計一般需要較長的直管段以保證精度,表 1 給出了不同直徑比 β 和不同上游擾流布置情況下所建議的直管段長度。

  V錐流量計具有壓損小、量程比寬、直管段短及測量精度高等優(yōu)點,這些特點來源于特殊的設(shè)計結(jié)構(gòu)———錐體位于管道中心處。在計算工況下的實際流量時,應(yīng)先計算出流體流過V形錐的有效面積S和等效直徑比β,再代入式(1)計算得到。
雖然V錐流量計可以在直管段不夠長的情況下較其他節(jié)流裝置有較高的測量精度,但所需的前后直管段仍要視具體情況而定。有數(shù)據(jù)顯示,前置閘閥開度大于25%時,各種開度下當(dāng)要求較高測量準(zhǔn)確時,流量計前直管段長度L=10D尚嫌不足,而不是各種情況下均為前0~3D、后0~1D的直管段,這個特點需要相關(guān)技術(shù)人員的高度重視。
  當(dāng)測量蒸汽介質(zhì)的管道停汽檢修時,管道底部會存有積水;謴(fù)通汽后,在壓力推動下,水的波動很容易引起管道振動,流量較大時管道振動劇烈甚至?xí)䲟p壞節(jié)流件造成生產(chǎn)事故。
1.2渦街流量計
  流體流經(jīng)設(shè)置在管道內(nèi)的漩渦發(fā)生體時會產(chǎn)生流動振蕩,在發(fā)生體的兩側(cè)交替產(chǎn)生規(guī)則漩渦,測定其振蕩頻率可以反應(yīng)流量的大小。當(dāng)工況條件合適時,漩渦頻率f和流體速度v成線性關(guān)系,且與密度無關(guān),可表示為:

對于給定的流量計,其質(zhì)量流量 qm為:

式中 A ———流量計的截面積,m2
式中 A ———流量計的截面積,m2
d ———漩渦發(fā)生體迎流面的最大寬度,m;
f ———漩渦的釋放頻率,Hz;
k ———對于給定的流量計為常數(shù);
St———斯特羅哈爾數(shù),無量綱,當(dāng)雷諾數(shù) Re在 102~ 105時其值約為 0. 2;
v ———發(fā)生體兩側(cè)的平均流速,m / s;
ρ ———蒸汽密度,kg /m3。
  與孔板流量計相比,渦街流量計有較好的量程比( 一般為 30∶ 1) 、無可動部件及流阻低等優(yōu)點,但在抗振、脈動流及抗干擾等方面也有明顯的局限性。為此,在安裝渦街流量傳感器時應(yīng)注意:
a.選擇合理的安裝場所,遠(yuǎn)離強磁場設(shè)備,避開強振動和強腐蝕環(huán)境。
b.上下游配管應(yīng)滿足安裝要求,約為前10D和后5D。不同的安裝條件(如縮管、擴管、T形管、前端是否有閥門及過濾器等擾流件),對上游直管段的要求也相異,還需參考儀表說明書。另外,流量或壓力調(diào)節(jié)閥應(yīng)裝在傳感器下游5D以外;測壓孔應(yīng)設(shè)在流量計下游的2D~7D處;測溫孔應(yīng)設(shè)在離測壓孔下游的1D~2D處。
c.基于其流體振蕩的工作原理,振動會引起誤差,可以在傳感器上下游2D處分別設(shè)置防振座并加防振墊。
d.任何墊片和焊渣的凸出都會導(dǎo)致其他漩渦的發(fā)生,引起計量誤差。T形管上游安裝閥門即可避免脈動壓的影響。
  目前,渦街流量計的流量系數(shù)一般是在水流量標(biāo)準(zhǔn)裝置上標(biāo)定得到的。按照渦街流量計的工作原理,在一定的雷諾數(shù)范圍內(nèi),渦街流量計的流量系數(shù)只與漩渦發(fā)生體、管道形狀和幾何尺寸有關(guān)。因此,渦街流量計用水標(biāo)定得到的流量系數(shù)在儀表用來測量氣體和蒸汽時采用也是合理的。
  用水標(biāo)定時流速最高也只到 10m/s,而實際應(yīng)用時氣體和蒸汽的流速卻遠(yuǎn)大于 10m/s,某品牌渦街流量計承諾 80m/s 的流速仍能保證測量精度,但品質(zhì)欠佳的渦街流量計在大于40m/s流速時已產(chǎn)生明顯的“漏脈沖”現(xiàn)象而且流速越高“漏脈沖”越嚴(yán)重,從而出現(xiàn)示值嚴(yán)重偏低的情況。另外,流量計前后壓差同流速之間的關(guān)系也應(yīng)符合下式:

式中 D ———管道內(nèi)徑,mm;
Δp———壓力損失,kPa;
qv———體積流量,m3/ h;
v ———流速,m / s;
ρ ———流體密度,kg /m3。
2安裝要點分析
2.1差壓流量計的安裝
  用差壓流量計測量蒸汽流量,為保護(hù)差壓變送器的高低壓室,通常設(shè)置兩個冷凝罐,兩個冷凝罐內(nèi)液位高度相等是壓差信號不失真?zhèn)鬟f的關(guān)鍵。如果發(fā)現(xiàn)一個冷凝罐是冷的,罐的上部必定不是蒸汽,造成這種情況的原因有多種,如:導(dǎo)壓管堵、根部閥堵、溢流口高度比取壓口低、在取壓口和冷凝罐之間存在液封等。不管是哪種原因,都將使差壓變送器接收到的壓差與節(jié)流件送出的壓差信號不相等,進(jìn)而引起流量測量誤差。如圖1所示,改造前到正壓冷凝罐的引壓管由于安裝坡度不合理形成U形水封,這段管內(nèi)的冷凝水不能靠重力流回母管,從而造成流量示值偏低。配置和安裝合理的壓差裝置后,蒸汽從母管經(jīng)導(dǎo)壓管流入冷凝罐,放出熱量后變成凝結(jié)水,罐中液位高于溢流口后自動返回母管,從而保證兩個罐中的凝結(jié)水液位相等。
蒸汽流量計垂直管道上安裝的徑距取壓壓差裝置圖示
2.2渦街流量計的安裝
  渦街流量計經(jīng)常與調(diào)節(jié)閥安裝在同一根管道上以控制流量或壓力。如圖2所示,來自鍋爐的蒸汽總管經(jīng)壓力控制回路調(diào)節(jié)后進(jìn)入蒸汽分氣缸并根據(jù)用戶負(fù)荷測量總蒸汽用量,分氣缸分配到各用汽設(shè)備或裝置,同樣安裝有壓力或流量調(diào)節(jié)控制回路。
蒸汽分配計量控制示意圖
  儀表控制過程中,會受到儀表元件疲勞及裝置運行狀態(tài)突變等多種因素的影響,導(dǎo)致調(diào)節(jié)閥運行時發(fā)生振蕩。這就很可能會造成分表之和與總表示值的異常偏差。用戶應(yīng)分析振蕩產(chǎn)生的原因,糾正其產(chǎn)生的條件并時常關(guān)注調(diào)節(jié)系統(tǒng)的運行狀況[2]。
3 維護(hù)管理
  測量蒸汽的儀表都有其局限性,流量儀表進(jìn)行蒸汽測量時,都是指理論上單相的飽和蒸汽或過熱蒸汽介質(zhì)。但蒸汽狀態(tài)在不同的條件下會發(fā)生變化,過熱蒸汽可能變?yōu)轱柡驼羝,飽和蒸汽又可能因為?jīng)過長距離輸送、保溫欠佳及疏水措施不到位等多種原因夾帶冷凝水,類似這樣的狀況下,流量計是不能做出正確測量的。解決這種問題通?蓮 4 個方面考慮: 蒸汽流量儀表不要安裝在整套管路的低處,以保障被測介質(zhì)的品質(zhì); 完善主副蒸汽管道的保溫措施,減少管道冷凝水的產(chǎn)生和相應(yīng)的壓力損失; 創(chuàng)造合適的安裝條件,便于將來儀表的維護(hù)保養(yǎng); 根據(jù)蒸汽系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范設(shè)置疏水閥安裝位置,一般情況下,每 30 ~ 50m安裝一組疏水閥是比較規(guī)范的布置,同時加強疏水閥的管理和保養(yǎng)。
  另外,涉及貿(mào)易結(jié)算或需要計費的應(yīng)用場合,則要做好趨勢記錄和定期備份以便進(jìn)行數(shù)據(jù)分析,實時了解用戶在不同時段的用汽情況,同時要防止意外斷電導(dǎo)致儀表不計量的情況發(fā)生,必要時流量積算儀的趨勢數(shù)據(jù)、記錄和電源可派專人管理。
4 結(jié)束語
  通過對孔板、V 錐和渦街流量計的分析來看,蒸汽質(zhì)量流量用差壓流量計和渦街流量計測量都能得到較準(zhǔn)確的結(jié)果,都能滿足 GB 17167-2006的要求。為保證蒸汽的正確計量,用戶應(yīng)注意選擇量程比比較大的流量計以避免在下限工作時讀數(shù)偏低甚至為零的情況; 流量計規(guī)范的安裝非常關(guān)鍵,微小的細(xì)節(jié)就可以避免投運后出現(xiàn)的很多問題。另外,為流量計配上一體化的溫壓補償系統(tǒng),既可以減少安裝工作量并降低安裝成本,也避免了因此帶來的附加誤差。

以上內(nèi)容來源于網(wǎng)絡(luò),如有侵權(quán)請聯(lián)系即刪除!

下篇文章:蒸汽流量計現(xiàn)場檢測探討 上篇文章燃油渦輪流量傳感器仿真與研究
 版權(quán)所有:江蘇省蘇科儀表有限公司       技術(shù)支持│易品網(wǎng)絡(luò)
溫度儀表事業(yè)部   壓力儀表事業(yè)部   流量儀表事業(yè)部   校驗儀表事業(yè)部   顯示儀表事業(yè)部   變送器儀表事業(yè)部   電線電纜事業(yè)部