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蒸汽流量計(jì)如何正確選型

發(fā)布時(shí)間:2023-12-14 09:31:50??點(diǎn)擊次數(shù):947次

一、蒸汽流量計(jì)種類(lèi)

流量計(jì)的種類(lèi)很多,但測(cè)量蒸汽的流量計(jì)的產(chǎn)品就相對(duì)較少,目前,測(cè)量蒸汽流量的儀表主要有渦街流量計(jì)、差壓式(孔板、均速管、彎管)流量計(jì)、分流旋翼式流量計(jì)、阿牛巴流量計(jì)、浮子式流量計(jì)等。

工業(yè)用流量?jī)x表種類(lèi)多達(dá)60余種,之所以這樣,因?yàn)槭飞线€沒(méi)有一種對(duì)任何流體、任何量程、任何流動(dòng)狀態(tài)以及任何使用條件都使用的流量?jī)x表,每種流量?jī)x表都有它特定的適用性,也有其局限性。

如果流量?jī)x表選擇不當(dāng),流量肯定測(cè)量不準(zhǔn)。而且流量測(cè)量是一復(fù)雜的技術(shù),而流量?jī)x表種類(lèi)繁多,即使針對(duì)某一確定的應(yīng)用,選擇一合適的流量?jī)x表也就變成一項(xiàng)技術(shù)性很強(qiáng)的工作,需要在作出*終選擇之前仔細(xì)而深入地考慮和權(quán)衡許多與測(cè)量問(wèn)題有關(guān)的因素。

選流量計(jì)有5個(gè)主要因素:被測(cè)流體特性、生產(chǎn)工藝情況(溫度、壓力等)、安裝條件、維護(hù)需求以及流量?jī)x表的特性。對(duì)蒸汽計(jì)量而言,同樣需要考慮以上5個(gè)因素。

市場(chǎng)上測(cè)量蒸汽流量*常用是渦街流量計(jì)、孔板式差壓流量計(jì)(大口徑上常用)、分流旋翼式流量計(jì)(主要機(jī)械式,目前也有電子數(shù)顯式的生產(chǎn))這三種。

下面主要介紹這三種蒸汽流量計(jì)的特點(diǎn)及安裝使用要求。


二、各種流量計(jì)的特點(diǎn)介紹

1、渦街流量計(jì)

渦街流量計(jì)是基于卡門(mén)渦街原理而研制成功的一種新型流量計(jì),由于它具有其它流量計(jì)不可兼得的優(yōu)點(diǎn),70年代以來(lái)得到了迅速發(fā)展。據(jù)介紹,現(xiàn)在日本、歐美等發(fā)達(dá)**使用渦街流量計(jì)的比例大幅度上升,已經(jīng)廣泛用于各個(gè)領(lǐng)域,將在未來(lái)流量?jī)x表中占主導(dǎo)地位,是孔板流量計(jì)的理想替代產(chǎn)品。


它有以下特點(diǎn):

①結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單牢固,無(wú)可動(dòng)部件,長(zhǎng)期運(yùn)行十分可靠;

②維護(hù)十分方便,安裝費(fèi)用低;

③傳感器不直接接觸介質(zhì),性能穩(wěn)定,壽命長(zhǎng);

④輸出是與流量成正比的脈沖信號(hào),無(wú)零點(diǎn)漂移,精度高,并方便與計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng);

⑤測(cè)量范圍寬,量程比可達(dá)1:10

⑥壓力損失小,運(yùn)行費(fèi)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(hào)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(cè)量流體的體積流量無(wú)需補(bǔ)償,調(diào)換配件后無(wú)需重新標(biāo)定儀表的系數(shù);

⑧應(yīng)用范圍廣,氣體、液體的流量均可測(cè)量;

⑨檢定周期為2-4年。


同時(shí)渦街流量計(jì)也存在以下一定的局限性:

①渦街流量計(jì)是一種速度式流量計(jì),旋渦分離的穩(wěn)定性受流速影響,故它對(duì)直管段有一定的要求,一般是前10D、后5D;

②測(cè)量液體時(shí),上限流速受壓損和氣蝕現(xiàn)象限制,一般是0.5-8m/s;

③測(cè)量氣體時(shí),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(jì)對(duì)振動(dòng)較為敏感,故在振動(dòng)較大的管道安裝流量計(jì)時(shí),管道要有一定的減震措施;

⑤應(yīng)力式渦街流量計(jì)采用壓電晶體作為檢測(cè)傳感器,故其受溫度的限制,一般為-40-+300℃。

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圖一、一體式帶溫壓補(bǔ)償渦街流量計(jì)


2、差壓式孔板流量計(jì)

孔板流量計(jì)又稱(chēng)為差壓式流量計(jì),是由一次檢測(cè)件(節(jié)流件)和二次裝置(差壓變送器和流量顯示儀)組成,廣泛應(yīng)用于氣體、蒸汽和液體的流量測(cè)量。


具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,維修方便,性能穩(wěn)定,使用可靠等特點(diǎn)。

▲節(jié)流裝置結(jié)構(gòu)易于復(fù)制,簡(jiǎn)單、牢固,性能穩(wěn)定可靠,使用期限長(zhǎng),價(jià)格低廉。

▲孔板計(jì)算采用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)與加工

▲應(yīng)用范圍廣,全部單相流皆可測(cè)量,部分混相流亦可應(yīng)用。

▲標(biāo)準(zhǔn)型節(jié)流裝置無(wú)須實(shí)流校準(zhǔn),即可投用。

▲一體型孔板安裝更簡(jiǎn)單,無(wú)須引壓管,可直接接差壓變送器和壓力變送器。


孔板流量計(jì)安裝對(duì)管道的要求:

1.孔板流量計(jì)安裝時(shí)應(yīng)配有一段測(cè)量管,至少保持前10DN、后5DN的等徑直管段,以提高測(cè)量精度。

2.在孔板流量計(jì)前后若需安裝閥門(mén),*好選閘閥且在運(yùn)行中全開(kāi);調(diào)節(jié)閥則應(yīng)在下游5DN之后的管路中。

3.引壓管路的內(nèi)徑與管路長(zhǎng)度和介質(zhì)臟污程度有關(guān),通常在45米以內(nèi)用內(nèi)徑為8-12mm的管子。

4.測(cè)量液體流量時(shí)引壓管水平段應(yīng)在同一水平面內(nèi)。若是在垂直管道上安裝節(jié)流件,引壓短管之間相距一定的距離(垂線方向),這對(duì)差壓變送器的零點(diǎn)有影響,應(yīng)通過(guò)“零點(diǎn)遷移”來(lái)校正。

5.引壓管路應(yīng)有牢固的支架托承,兩根取壓管路應(yīng)盡可能互相靠近并遠(yuǎn)離熱源或震動(dòng)源,測(cè)量水蒸汽流量時(shí),應(yīng)用保溫材料一同包扎,必須時(shí)(如氣溫0℃以下)加伴熱管防止結(jié)冰。在測(cè)量臟污流量時(shí),應(yīng)附設(shè)隔離器或沉降器。

6.引壓管路內(nèi)必須始終保持單相流體狀態(tài)。被測(cè)流體是氣體時(shí),引壓管路(包括差壓計(jì)的壓力腔)內(nèi)全部是氣相;被測(cè)流體是液體時(shí),引壓管路內(nèi)全部是液相,絕對(duì)不能有氣泡。為此應(yīng)在引壓管路的*低點(diǎn)裝排水閥或在*高點(diǎn)裝排氣閥,在新裝或檢修差壓變送器時(shí)時(shí)應(yīng)特別注意。

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圖二、孔板差壓式流量計(jì)


3、分流旋翼型蒸汽流量計(jì)

旋翼型蒸汽流量計(jì),是測(cè)量蒸汽累積質(zhì)量流量的的專(zhuān)用儀表,具有機(jī)械式和智能式兩種結(jié)構(gòu)型式;通過(guò)指示器表盤(pán)(機(jī)械式)或液晶顯示屏(智能式)現(xiàn)場(chǎng)顯示,精確的讀出流過(guò)該表的全部蒸汽的質(zhì)量,也可輸出脈沖信號(hào),同時(shí)具有手動(dòng)壓力補(bǔ)償或自動(dòng)溫度補(bǔ)償功能。由于該流量計(jì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,價(jià)位適中,測(cè)量范圍度寬,廣泛適用于石油、化工、紡織、供熱等部門(mén)需要蒸汽流量計(jì)量的場(chǎng)合。

被測(cè)蒸汽流經(jīng)流量計(jì)本體時(shí)由孔板節(jié)流,在前后壓差的作用下,一部分蒸汽通過(guò)噴嘴進(jìn)入分流管?chē)娮煨纬傻纳淞魍苿?dòng)轉(zhuǎn)子軸以上端的翼輪旋轉(zhuǎn),轉(zhuǎn)子軸下端有兩阻尼葉片在注滿阻尼液的阻尼室中作阻尼轉(zhuǎn)動(dòng),使翼輪能充分吸收射流的動(dòng)能。翼輪的旋轉(zhuǎn)力矩與阻尼力矩相平衡時(shí),翼輪的轉(zhuǎn)速與流經(jīng)流量計(jì)被測(cè)蒸汽的質(zhì)量流量成正比,通過(guò)修正,分度,由指示器表盤(pán)反映出累積蒸汽的實(shí)際流量。

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圖三、分流旋翼式流量計(jì)


三、蒸汽流量計(jì)使用過(guò)程中應(yīng)注意事項(xiàng)

1、蒸汽的密度補(bǔ)償要科學(xué)準(zhǔn)確。

為了正確計(jì)量蒸汽的質(zhì)量流量,必須考慮蒸汽壓力和溫度的變化,通過(guò)流量積算儀對(duì)蒸汽密度進(jìn)行補(bǔ)償。

測(cè)量蒸汽溫度的鉑電阻一定要規(guī)范安裝:測(cè)溫鉑熱電阻插入管道中心位置、鉑熱電阻安裝在流量計(jì)下游的5倍管徑處、安裝鉑熱電阻的管道位置采取保溫措施等,確保測(cè)得的溫度數(shù)值準(zhǔn)確。

在蒸汽壓力的測(cè)量中一定要注意,如果采用引壓管引壓,必須進(jìn)行零點(diǎn)遷移(因?yàn)橐龎汗軆?nèi)冷凝水的重力作用會(huì)使壓力變送器測(cè)量到的壓力與實(shí)際壓力之間出現(xiàn)一定的差值,引起密度補(bǔ)償?shù)恼`差),也可在流量積算儀內(nèi)進(jìn)行修正。壓力變送器安裝在蒸汽流量計(jì)下游的4倍管徑處,壓力變送器前的閥門(mén)、密封墊應(yīng)完好暢通,以保證蒸汽壓力的準(zhǔn)確測(cè)量。如果采用設(shè)定壓力、溫度進(jìn)行補(bǔ)償,所設(shè)定的數(shù)值應(yīng)力求接近實(shí)際,否則誤差很大,一般不建議采用。

在流量積算儀中要正確設(shè)定蒸汽流量計(jì)的運(yùn)行狀態(tài),這對(duì)蒸汽費(fèi)用的正確計(jì)算至關(guān)重要。對(duì)于蒸汽狀態(tài)不好明確判斷的使用場(chǎng)合,建議采用智能型流量積算儀,配合鉑電阻、壓力變送器進(jìn)行溫度、壓力補(bǔ)償,這樣所計(jì)量的蒸汽質(zhì)量流量*準(zhǔn)確。


2、蒸汽流量計(jì)上下游直管段的正確安裝

對(duì)于傳統(tǒng)的渦街流量計(jì),其前后安裝直管段要求分別為20倍管徑和5倍管徑(這是流量計(jì)的前面無(wú)閥門(mén)等障礙物的技術(shù)要求;有障礙物還要增加直管段,具體見(jiàn)廠家的說(shuō)明書(shū))。如果上下游直管段不夠,就會(huì)導(dǎo)致管道內(nèi)蒸汽流動(dòng)未充分發(fā)展,在流速分布剖面發(fā)生畸變。用戶可通過(guò)在蒸汽流量計(jì)前安裝流動(dòng)調(diào)整器或增加直管段來(lái)調(diào)整管道的流速分布,使蒸汽流量計(jì)處的流體為充分發(fā)展?fàn)顟B(tài)。對(duì)于一些大口徑蒸汽流量計(jì),滿足上下游直管段的安裝要求更為重要。


3、蒸汽流量計(jì)的量程比要合理

量程比是指一個(gè)流量計(jì)在能確保給定的準(zhǔn)確度范圍內(nèi),所能測(cè)量的*大流量和*小流量之比。用戶要根據(jù)自己的實(shí)際使用量選擇流量計(jì),理論上待選蒸汽流量計(jì)的量程要完全覆蓋用戶的使用量程。超過(guò)流量上限和低于流量下限使用都會(huì)造成蒸汽流量計(jì)計(jì)量的嚴(yán)重不準(zhǔn)。比如:實(shí)際平均流量為5t/h的渦街蒸汽流量計(jì),一般應(yīng)選擇口徑為150mm的渦街流量計(jì),但是當(dāng)流量降低到0.3t/h或超過(guò)15t/h時(shí),流量計(jì)就會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重計(jì)量失準(zhǔn)。


4、現(xiàn)場(chǎng)存在的振動(dòng)和電磁干擾應(yīng)避免

蒸汽計(jì)量中應(yīng)用*多的渦街流量計(jì)受設(shè)計(jì)原理的影響,對(duì)機(jī)械振動(dòng)比較敏感,計(jì)量結(jié)果易受振動(dòng)干擾,應(yīng)對(duì)蒸汽流量計(jì)前后管段作可靠的支撐設(shè)計(jì),加裝振動(dòng)緩沖部件,如管道振動(dòng)不可避免,應(yīng)選用抗干擾能力相對(duì)強(qiáng)的蒸汽流量計(jì)(如氣體超聲波流量計(jì)、智能式渦街流量計(jì)、差壓式流量計(jì)等)。如果蒸汽流量計(jì)現(xiàn)場(chǎng)存在振動(dòng)干擾,就會(huì)對(duì)在用的渦街蒸汽流量計(jì)產(chǎn)生低頻率的脈沖信號(hào)影響,蒸汽流量計(jì)就會(huì)將這些脈沖作為流量信號(hào)傳遞給流量積算儀,形成累計(jì)流量,導(dǎo)致部分渦街蒸汽流量計(jì)在一段時(shí)間不用蒸汽的情況下仍然會(huì)有一定量的數(shù)值累計(jì)。這就是“不用汽而流量計(jì)走字”的原因,因此蒸汽用戶在不用蒸汽的情況下,也要與供汽單位共同記好表底,防止蒸汽流量計(jì)“空跑”。


5、定期依法檢定很重要

《計(jì)量法》和GB17167-2006《用能單位能源計(jì)量器具配備和管理通則》中明確說(shuō)明:強(qiáng)制檢定的計(jì)量器具和能源計(jì)量器具應(yīng)定期檢定,凡經(jīng)檢定不符合要求的計(jì)量器具一律不準(zhǔn)使用。蒸汽流量計(jì)必須定期檢定,這是保證蒸汽流量正確計(jì)量的前提。因此,廣大用戶每年都要將使用的蒸汽流量計(jì)等送到當(dāng)?shù)胤ǘㄓ?jì)量技術(shù)機(jī)構(gòu)進(jìn)行計(jì)量檢定。如果蒸汽流量計(jì)檢定合格,而實(shí)際使用卻感覺(jué)“計(jì)量不準(zhǔn)”,這時(shí)用戶就要從儀表是否正確安裝、選型、儀表運(yùn)行狀態(tài)設(shè)置、外界干擾、蒸汽的實(shí)際狀態(tài)是否有變化等方面尋找解決問(wèn)題的方法。

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