如何保證蒸汽流量的準確計量
發布時間：2022-10-26 02:58:33來源：m.healthma.cn來源：..
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自工業革命以來， 蒸汽由于具有容易產生、輸送、控制、熱容量高以及無毒、無味等特點，常作為工作流體或載熱介質被廣泛應用。蒸汽流量的計量一直是蒸汽應用的重要內容之一。使用蒸汽流量計的主要目的包括：
（1）改進工廠的效率，確定用汽高峰時間和設備，合理使用蒸汽的制造方法，避免鍋爐的超負荷運行；監視能源的使用效率。
（2）改進工藝制程的控制。
（3）計量蒸汽用量，進行內部或外部的計費。
目前，在國內關于蒸汽測量方面存在不少誤區，很多用戶往往認為購買了高品質的流量計就可以得到準確的計量結果。而蒸汽的計量不同于其它流體如水、空氣等介質，在實際測量中影響其精確測量的因素較多。因此經常會出現流量計本身檢定合格，而實際卻感覺計量“不準”的現象。影響蒸汽流量準確計量的因素主要有以下幾方面：
（1）實際蒸汽流量低于流量計的可精確計量的最小流量（量程比不足）。
（2）安裝不正確。如在管道方向上的安裝，流量計上下游安裝的直管段不足（存在流動擾動）。
（3）蒸汽的密度補償不正確（測溫測壓不準）。
（4）蒸汽中含水（未作干度補償）。
（5）差壓傳送誤差（差壓變送器）等等。
（6）流量積算儀參數設計不正確。
下面具體討論一下影響蒸汽計量的實際問題：
1.量程比不足
量程比是指一個流量計能確保給定的精度和再現性的范圍內，所能測量的最大流量和最小流量之比。為了確保得到的流量信息能夠正確表示在整個制程工況或需求范圍內的蒸汽流量，流量計必須能夠測量從極端的低負荷至最大負荷整個范圍。而實際的蒸汽負荷可能無法知道或變化很大，因此流量計在可能的流動工況下具有盡可能大的量程比。另外，流量計口徑的選擇應根據實際負荷而非管道口徑， 過大的口徑造成實際量程比的下降V錐流量計的量程比寬優于其他流量計，可達10：1～20：1，當實際流量低于最小流量值時，流量計不能達到它的性能，誤差開始積累。最好的情況是測量不再正確，最差的情況是流量會“丟失”。
2.安裝不正確
（1）一般要求在水平管道上安裝，盡量不要選擇垂直管道或傾斜的管道。
（2）蒸汽的流向應與錐體上標注的箭頭一致，且勿逆向。
（3）引壓口方向不正確。
測量蒸汽時，引壓口方向應在中間水平位置，為了保證冷凝器冷凝液面恒定和正負導壓管段上的冷凝液面高度一致，正負取壓口處于與管道對稱位置，正負取壓口在同一水平面上。
（4）上下游直管段不足v錐使管道中心流速變慢、管壁附近的流速加快，有效地改善了流體流速的分布，極大縮短了前后直管的長度，其前后安裝直管段一般要求分別約為3D和1D。具體如下：
如果上下游直管段不足，則會導致流體未充分發展，造成差壓值的偏小，引起誤差。
3.蒸汽的密度補償不正確（測溫測壓不準）
為了正確計量蒸汽的質量流量，必須考慮蒸汽壓力和溫度的變化，即蒸汽密度補償。V錐流量計其質量流量與流量計的幾何外型、差壓平方根和密度平方根有關。
3.1壓力測量影響因素。
在蒸汽壓力的測量中，由于引壓管內冷凝水的重力作用會使壓力變送器測量到的壓力同蒸汽壓力之間出現一定的差值。測壓誤差如果不予以校正，則會影響蒸汽密度的計算，引起流量計量的誤差。一般對于上述現象，可在流量積算儀進行零點遷移，既簡單又準確。
3.2溫度測量影響因素。
從流量計現場使用的情況來看，溫度測量誤差除了測溫元件的固有誤差之外，還同安裝的不規范有關。例如，測溫鉑熱電阻的插入深度不夠，鉑熱電阻的安裝保護套內未充入導熱油，鉑熱電阻未按規定側向安裝，安裝鉑熱電阻的管道上無保溫層等，都將導致測溫偏低。
3.3對于需要減壓使用的蒸汽，應將V錐流量計安裝在減壓閥之前，此時蒸汽未經減壓，按飽和蒸汽補償方法處理，只需溫度補償或壓力補償一種即可保證測量精度。如果流量計只能安裝在減壓閥后面，則蒸汽有可能過熱，應同時進行溫度和壓力補償，以保證精度。安裝方向依次按著蒸汽流向為V錐流量計、壓力、溫度，測量壓力溫度的裝置應安裝到V錐流量計的后面。
4.蒸汽干度的影響（飽和蒸汽）
目前，用于測量蒸汽流量的流量計大部分為體積流量計，首先測得體積流量，然后通過蒸汽的密度計算質量流量，也就是假定蒸汽為完全干燥。但是，蒸汽并非完全干燥，如果不考慮蒸汽干度的影響，得出的數據會低于實際的流量。
5.差壓傳送誤差
V錐流量計是一種差壓式流量計，流體在測壓管中流過V錐體時，在錐體前后形成流態局部收縮使流體流速加快，靜壓下降，在V錐體前后產生一定的差壓，流速越快產生的差壓越大，通過差壓值即可測量計算出流體流量。
（1）零點漂移差壓變送器安裝到現場投入時，往往發現零位輸出出廠校驗時的零位輸出不一致。這種零位輸出偏離稱為靜壓誤差。其調整方法是向正負壓室通入相同的靜壓，將三閥組的高低壓閥中一個打開，另一個關閉，將平衡閥打開，如果懷疑正負壓室內尚未充滿被測介質，則可通過正負壓室上的泄流閥排盡積氣（或積液），然后再檢查變送器的輸出。
（2）引壓管布置不合理。差壓信號的引壓管應按最短距離敷設。一般信號管路越長，內徑應越大。引壓管長度<16米，內徑7～9mm；長度16～45米，內徑10mm；長度45～90米，內徑13mm。引壓管應垂直或傾斜敷設，其傾斜度小于1：12。引壓管線保證合理的坡度使管內可能出現的氣泡較快地升到母管內，管內出現的雜質等較快地下沉到排污閥。引壓管線應定期檢查維護，確保無泄漏無堵塞。為了避免正負壓引壓管內介質溫度不一致，導致密度出現差異，引起傳送失真，正負引壓管應盡量靠近布置。當用于室外或嚴寒地區時， 引壓管中的液體可能會結冰，因此需要伴熱保溫，但應避免將伴熱管直接繞在引壓管上，導致介質部分汽化，出現虛假誤差。
（3）蒸汽密度測量值ρ不正確。目前用來測量蒸汽質量流量的許多流量計系統沒有自動的壓力和溫度補償，指定操作在某一壓力下。如現場沒有測溫測壓裝置，只是在HS3000X流量積算儀設置三級參數，手動輸入蒸汽的最高壓力和最高溫度，這樣蒸汽的密度為一恒定值。在現實中，蒸汽系統負荷的變化、系統的壓力降和制程參數的變化都會引起壓力的變化，有時這種變化是很大的。
蒸汽的密度隨著蒸汽的溫度、壓力變化而變化，因此，在蒸汽流量計量中必須安裝測量溫度、壓力的裝置，測量出真實的壓力值，才能測量出真實的蒸汽密度，才能提高蒸汽流量計量的準確性，減小計量誤差。
蒸汽分飽和蒸汽和過熱蒸汽由于蒸汽性質不同，在相同的壓力下蒸汽密度是不同的。因此，在蒸汽流量的計量中所采用的計量方法也不同。應根據被測蒸汽的性質，合理的選擇計量儀器、儀表和補償為了正確測量蒸汽的流量，用戶在實際應用必須充分注意：
（1）蒸汽流量的變化，盡可能選擇流量量程比大的流量計，避免在小流量時測量不正確和流量“丟失”現象。
（2）蒸汽系統壓力和溫度的變化，為避免壓力或溫度的波動引起的非測量性誤差，蒸汽流量計應具有自動蒸汽密度補償的功能。
（3）飽和蒸汽干度的影響，應注意干度的修正，同時確保供給流量計高品質的蒸汽。
（4）確保蒸汽流量正確計量，流量計良好的安裝非常關鍵。
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