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蒸汽流量计计量准确的方法和正确安装

时间:2018/06/12来源:未知

  总结多年检修蒸汽流量计的经验,以及结合蒸汽流量计在安装、选型和使用过程中遇到的问题,为保证蒸汽流量的准确计量提出以下建议:
 
  一、蒸汽的密度补偿要科学准确
 
  为了正确计量蒸汽的质量流量,必须考虑蒸汽压力和温度的变化,通过流量积算仪对蒸汽密度进行补偿。测量蒸汽温度的铂电阻一定要规范安装:测温铂热电阻插入管道中心位置、铂热电阻安装在流量计下游的5倍管径处、安装铂热电阻的管道位置采取保温措施等,确保测得的温度数值准确。在蒸汽压力的测量中一定要注意,如果采用引压管引压,必须进行零点迁移(因为引压管内冷凝水的重力作用会使压力变送器测量到的压力与实际压力之间出现一定的差值,引起密度补偿的误差),也可在流量积算仪内进行修正。压力变送器安装在蒸汽流量计下游的4倍管径处,压力变送器前的阀门、密封垫应完好畅通,以保证蒸汽压力的准确测量。如果采用设定压力、温度进行补偿,所设定的数值应力求接近实际,否则误差很大,一般不建议采用。
蒸汽流量计计量准确的方法和正确安装
 
  在流量积算仪中要正确设定蒸汽流量计的运行状态,这对蒸汽费用的正确计算至关重要。对于蒸汽状态不好明确判断的使用场合,建议采用智能型流量积算仪,配合铂电阻、压力变送器进行温度、压力补偿,这样所计量的蒸汽质量流量最准确。
 
  二、蒸汽流量计上下游直管段的正确安装
 
  蒸汽流量计安装说明,对于传统的涡街流量计,其前后安装直管段要求分别为20倍管径和5倍管径(这是流量计的前面无阀门等障碍物的技术要求;有障碍物还要增加直管段,具体见厂家的说明书)。如果上下游直管段不够,就会导致管道内蒸汽流动未充分发展,在流速分布剖面发生畸变。用户可通过在蒸汽流量计前安装流动调整器或增加直管段来调整管道的流速分布,使蒸汽流量计处的流体为充分发展状态。对于一些大口径蒸汽流量计,满足上下游直管段的安装要求更为重要。
 
  三、蒸汽流量计的量程比要合理
 
  量程比是指一个流量计在能确保给定的准确度范围内,所能测量的最大流量和最小流量之比。用户要根据自己的实际使用量选择流量计,理论上待选蒸汽流量计的量程要完全覆盖用户的使用量程。超过流量上限和低于流量下限使用都会造成蒸汽流量计计量的严重不准。比如:实际平均流量为5t/h的涡街蒸汽流量计,一般应选择口径为150mm的涡街流量计,但是当流量降低到0.3t/h或超过15t/h时,流量计就会出现严重计量失准。
蒸汽流量计计量准确的方法和正确安装
  四、现场存在的振动和电磁干扰应避免
 
  蒸汽计量中应用最多的涡街流量计受设计原理的影响,对机械振动比较敏感,计量结果易受振动干扰,应对蒸汽流量计前后管段作可靠的支撑设计,加装振动缓冲部件,如管道振动不可避免,应选用抗干扰能力相对强的蒸汽流量计(如气体超声波流量计、智能式涡街流量计、差压式流量计等)。如果蒸汽流量计现场存在振动干扰,就会对在用的涡街蒸汽流量计产生低频率的脉冲信号影响,蒸汽流量计就会将这些脉冲作为流量信号传递给流量积算仪,形成累计流量,导致部分涡街蒸汽流量计在一段时间不用蒸汽的情况下仍然会有一定量的数值累计。这就是“不用汽而流量计走字”的原因,因此蒸汽用户在不用蒸汽的情况下,也要与供汽单位共同记好表底,防止蒸汽流量计“空跑”。

  安装时流量计与连接管道相对同心度出现较大错位,密封垫片未同心,从而形成节流阻件,极大影响被测介质流态。 处理方法:调整安装状态。b.流量计前后直管段太短,并于流量计前直接安装了弯头,阀门等极大干扰被测介质流态部件。处理方法:按照说明书要求进行安装或对流量计进行实地实流标定。c.旁通管道泄漏 处理方法:检查及更换旁通管路。 d.靶片上绕缠有带状杂物,增大了靶片受力。 处理方法:参照前面处理杂物方法。e.流量计电路板相关元件损坏。

  蒸汽流量的计量是蒸汽应用的重要内容之一。 使用蒸汽流量计的主要目的包括:监测能源的使用效率;改进工艺制程的控制;计量蒸汽用量,进行内部或外部的计费。
 
  目前,国内关于蒸汽测量方面存在不少误区,很多用户往往认为购买了高品质的流量计就可以得到准确的计量结果。 实际上,蒸汽的计量不同于水、空气等介质,在实际测量中影响其测量精确度的因素较多;因此,经常会出现流量计本身检定合格,而实际却感觉计量“不准”的现象。
 
  影响蒸汽流量准确计量的因素主要包括:实际蒸汽流量低于流量计可精确计量的最小流量(量程比不足);流量计上下游安装的直管段不足 (存在流动扰动); 蒸汽的密度补偿不正确(测温测压不准 );蒸汽中含水 (未作干度补偿 );现场存在振动和干扰(涡街流量计);差压传送误差(差压式流量计)等等。 本文将对这些因素进行具体探讨。
 
  量程比是指一个流量计能确保给定的精度和再现性的范围内,所能测量的最大流量和最小流量之比。 涉及量程比时必须小心,因为量程比是基于实际的流速,蒸汽系统的最大允许速度一般为 35m/s,更高的流动速度会引起系统的冲蚀和噪音。而不同的流量计允许的最低流速是不同的,一般涡街流量计所能测量的最低蒸...
 
  蒸汽流量的计量是蒸汽应用的重要内容之一。 使用蒸汽流量计的主要目的包括:监测能源的使用效率;改进工艺制程的控制;计量蒸汽用量,进行内部或外部的计费。
 
  目前,国内关于蒸汽测量方面存在不少误区,很多用户往往认为购买了高品质的流量计就可以得到准确的计量结果。 实际上,蒸汽的计量不同于水、空气等介质,在实际测量中影响其测量精确度的因素较多;因此,经常会出现流量计本身检定合格,而实际却感觉计量“不准”的现象。
 
  影响蒸汽流量准确计量的因素主要包括:实际蒸汽流量低于流量计可精确计量的最小流量(量程比不足);流量计上下游安装的直管段不足 (存在流动扰动); 蒸汽的密度补偿不正确(测温测压不准 );蒸汽中含水 (未作干度补偿 );现场存在振动和干扰(涡街流量计);差压传送误差(差压式流量计)等等。 本文将对这些因素进行具体探讨。
蒸汽流量计计量准确的方法和正确安装
  一、量程比不足
 
  量程比是指一个流量计能确保给定的精度和再现性的范围内,所能测量的最大流量和最小流量之比。 涉及量程比时必须小心,因为量程比是基于实际的流速,蒸汽系统的最大允许速度一般为 35m/s,更高的流动速度会引起系统的冲蚀和噪音。而不同的流量计允许的最低流速是不同的,一般涡街流量计所能测量的最低蒸汽流速为 2.8m/s。对于量程比不足的情况,应采用大量程比的流量计 (Gilflo ILVA 流量计的最低允许流速为0.6m/s,最大量程比可达 100∶1)或选择多个流量计并联。
 
  二、上下游直管段不足
 
  对于传统的涡街或孔板流量计,其前后安装直管段要求分别约为 20D 和 5D。 如果上下游直管段不足,则会导致流体未充分发展,存在旋涡和流速分布剖面畸变。 流速剖面畸变通常由管道局部阻碍(如阀门)或弯管所造成,而旋涡普遍是由两个或两个以上空间(立体)弯管所引起的。 上下游直管段不足可以通过安装流动调整器来调整。 最简单有效的办法是采用对上下游直管段要求较低的流量计, 如斯派莎克的 ILVA 流量计 (上游6D,下游 3D)。
 
  三、蒸汽的密度补偿不正确(测温测压不准)
 
  为了正确计量蒸汽的质量流量,必须考虑蒸汽压力和温度的变化,即蒸汽密度补偿。 不同类型的流量计受密度变化影响的方式不同。 涡街流量计的信号输出只和流速有关,而和介质的密度、压力和温度无关;差压式流量计计量质量流量与流量计的几何外型、差压平方根和密度平方根有关。 因此,涡街式流量计受密度变化的影响要大于差压式流量计。
 
  1.补偿精确度的差异
 
  采用温度补偿和压力补偿分别能得到多少补偿精确度,不仅同温度传感器和压力变送器的精度有关, 而且同流量计类型、具体测量的工况和压力变送器的量程选择有关。 总体来说,测温对补偿精确度影响较大。 如采用相同精度等级的温度和压力感应器,测温误差引起的密度差异要大于测压误差。 压力为7barg 的饱和蒸汽 ,用 A 级铂热电阻测温 ,其误差限为±0.49C,据此查蒸汽密度表,流量补偿不确定度为±0.56%R(差压式)和±1.11%R(涡街式)。 如选用 0.2 级的压力变送器进行测量 ,误差限为±2kPa,流量补偿不确定度为±0.13%R(差压式)和±0.25%R(涡街式)。
 
  2.压力测量影响因素
 
  在蒸汽压力的测量中,由于引压管内冷凝水的重力作用会使压力变送器测量到的压力同蒸汽压力之间出现一定的差值;测压误差如果不予以校正,则会影响蒸汽密度的计算,引起流量计量的误差。 对于上述现象,通常可在二次表(流量计算机内)进行零点迁移,既简单又准确。
 
  3.温度测量影响因素
 
  从流量计现场使用的情况来看,温度测量误差除了测温元件的固有误差之外,还同安装的规范程度有关。 例如,测温铂热电阻的插入深度不够, 铂热电阻的安装保护套内未充入导热油,铂热电阻未按规定侧向安装,安装铂热电阻的管道上无保温层等,都将导致测温偏低。
 
  对于需要减压使用的蒸汽, 应将流量计安装在减压阀之前,此时蒸汽未经减压,按饱和蒸汽补偿方法处理,可保证测量精度。 如果流量计只能安装在减压阀后面,则蒸汽有可能过热,应同时进行温度和压力补偿,以保证精度。
 
  四、蒸汽干度的影响(饱和蒸汽)
 
  目前, 用于测量蒸汽流量的流量计大部分为体积流量计,首先测得体积流量,然后通过蒸汽的密度计算质量流量,也就是假定蒸汽为完全干燥。 但是,蒸汽并非完全干燥,如果不考虑蒸汽干度的影响,得出的数据会低于实际的流量。
 
  对于差压式流量计,实际的蒸汽流量和假定干蒸汽(蒸汽干度=1)所测得的流量可以用以下公式近似表达:提交 。
 
  其中,Qmx=实际干度下的质量流量 kg/h,Qmd=干饱和蒸汽下的流量 kg/h,χ=蒸汽干度。
 
  因此,流量计的二次仪表(流量计算机)应该具有设置饱和蒸汽干度的功能。 然而,在实际工况下确定蒸汽的干度也很困难。 如果能够改进蒸汽流量计入口处的蒸汽品质,则能改进蒸汽流量计的测量精度。 因此,建议在流量计的上游安装汽水分离装置,以提高测量的准确性。
 
  五、管道振动
 
  涡街流量计等对机械振动比较敏感, 计量结果易受干扰,应对流量计前后管道作可靠的支撑设计。 如果管道振动不可避免,则应采用抗干扰能力强的差压式流量计,如斯派莎克 ILVA流量计。
 
  六、 差压传送误差(差压式流量计)
 
  1.零点漂移
 
  差压变送器安装到现场投入使用时,往往发现零位输出与出厂校验时的零位输出不一致, 这种零位输出偏离称为静压误差。 其调整方法是向正负压室通入相同的静压,将三阀组的高低压阀中一个打开,另一个关闭,将平衡阀打开,如果怀疑正负压室内尚未充满被测介质,则可通过正负压室上的泄流阀排尽积气(或积液),然后再检查变送器的输出。
 
  2.引压管布置不合理
 
  引压管线应保证合理的坡度,使管内可能出现的气泡较快地升到母管内,管内出现的杂质等较快地下沉到排污阀。 引压管线应定期检查维护,确保无泄漏、无堵塞。 引压管的内径与被测流体的性质和引压管总长度有关,对于蒸汽系统,引压管的内径一般在 10mm 左右。 为了避免正负压引压管内介质温度不一致,导致密度出现差异,引起传送失真,正负引压管应尽量靠近布置。 当用于室外或严寒地区时,引压管中的液体可能会结冰,因此需要伴热保温,但应避免将伴热管直接绕在引压管上,导致介质部分汽化,出现虚假误差。
 
  七、总结
 
  为了正确测量蒸汽的流量,用户在实际应用中必须充分注意以下几点:首先,针对蒸汽流量的变化,应尽可能选择量程比大的流量计,避免在小流量时测量不正确和流量“丢失”现象;其次,为避免压力或温度的波动引起的非测量性误差,蒸汽流量计应具有自动蒸汽密度补偿的功能;第三,对于饱和蒸汽干度的影响,应注意干度的修正,同时确保供给流量计高品质的蒸汽;第四,为了确保蒸汽流量的正确计量,流量计的规范安装非常关键。
 
  五、定期依法检定很重要
 
  《计量法》和GB17167-2006《用能单位能源计量器具配备和管理通则》中明确说明:强制检定的计量器具和能源计量器具应定期检定,凡经检定不符合要求的计量器具一律不准使用。蒸汽流量计必须定期检定,这是保证蒸汽流量正确计量的前提。因此,广大用户每年都要将使用的蒸汽流量计等送到当地法定计量技术机构进行计量检定。如果蒸汽流量计检定合格,而实际使用却感觉“计量不准”,这时用户就要从仪表是否正确安装、选型、仪表运行状态设置、外界干扰、蒸汽的实际状态是否有变化等方面寻找解决问题的方法。

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