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蒸汽流量計選型注意事項

時間:2021-06-12

目前國內對蒸汽計量存在很多誤區,很多用戶往往認為購買高質量的流量計就能獲得準確的計量結果。然而,蒸汽的測量不同于水和空氣等其他流體,在實際測量中有許多因素影響其*測量。所以經常會發生流量計本身合格,但實際測量“不準確”的情況。那么這些因素的問題是什么呢?
影響蒸汽氣體流量計準確測量的因素主要包括以下幾個方面:
1)實際蒸汽流量低于流量計可*測量的*小流量(量程比不足)
2)安裝在氣體流量計上下游的直管段不足(存在流量擾動);
3)蒸汽密度補償不正確(不允許測溫和測壓);
4)蒸汽中的水(無干燥度補償);
5)現場存在振動和干擾(渦街流量計);6)差壓傳輸誤差(差壓氣體流量計)等。下面主要介紹蒸汽流量計的選擇。
1.應注意蒸汽流量計的選擇——量程比不足
量程比是指在給定的準確度和重現性范圍內,氣體流量計可以測量的*大流量和*小流量的比值。但是在量程比方面一定要慎重,因為量程比是以實際流量為基礎的,蒸汽系統的*大允許速度一般為35m/s,更高的流速會造成系統的腐蝕和噪音。不同流量計允許的*小流量不同,一般渦街流量計測得的*小蒸汽流量為2.8m/s,量程比不足時,應采用量程比大的流量計(gilflo ilva流量計*小允許流量為0.6m/s,*大量程比可達100: 1)或并聯多個流量計。
2.應注意蒸汽流量計的選擇——上下游直管段不足
對于傳統的渦街氣體流量計或孔板氣體流量計,要求分別在20d和5d前后安裝直管段。如果上下游直管段不足,流體不會充分發展,會出現渦流和速度分布剖面畸變。速度剖面的扭曲通常是由管道中的局部障礙物(如閥門)或彎管引起的,而渦流通常是由兩個或多個空間(三維)彎管引起的。上游和下游直管段的不足可以通過安裝流量調節器來調節。*簡單有效的方法是使用對上游和下游直管段要求較低的流量計,如Spisak的ilva流量計(上游6天,下游3天)。
3.注意蒸汽流量計的選擇——蒸汽的密度補償不正確
為了正確測量蒸汽的質量流量,必須考慮蒸汽壓力和溫度的變化,即蒸汽密度補償。不同類型的流量計受密度變化的影響方式不同。渦街流量計的信號輸出只與流速有關,與介質的密度、壓力和溫度無關。差壓流量計的質量流量與流量計的幾何形狀、差壓平方根和密度平方根有關。因此,渦街流量計比差壓流量計受密度變化的影響更大。
a)應注意蒸汽流量計的選擇——補償精度差
使用溫度補償和壓力補償可以獲得多大的補償精度,不僅與溫度傳感器和壓力變送器的精度有關,還與流量計的類型、具體測量條件和壓力變送器的量程選擇有關。一般來說,溫度測量對補償精度影響很大。如果使用相同精度等級的溫度和壓力傳感器,溫度測量誤差引起的密度差大于壓力測量誤差引起的密度差。用a級鉑熱電阻測量壓力為7barg的飽和蒸汽,其誤差極限為0.49c,據此,流量補償的不確定度為0.56% r(差壓式)和1.11% r(渦街式)。如果選擇0.2級壓力變送器進行測量,誤差限值為2 kpa,流量補償的不確定度為0.13% r(差壓式)和0.25% r(渦街式)。
b)應注意蒸汽流量計的選擇——壓力測量的影響因素
在蒸汽壓力測量中,由于壓力管道中冷凝水的重力作用,壓力變送器測量的壓力與蒸汽壓力會有一定的差異。如果壓力測量誤差不修正,會影響蒸汽密度的計算,造成流量測量的誤差。一般對于上述現象,零點偏移可以在二級表(流量計算機)中進行,簡單準確。
c)應注意蒸汽流量計的選擇——溫度測量的影響因素
從氣體流量計的現場應用來看,除了測溫元件的固有誤差外,測溫誤差還與非標準安裝有關。比如測溫用的鉑熱電阻插入深度不夠,鉑熱電阻的安裝保護套沒有注滿導熱油,鉑熱電阻沒有按規定橫向安裝,安裝鉑熱電阻的管道上沒有保溫層,會導致測溫偏低。
對于需要降壓的蒸汽,流量計應安裝在減壓閥之前。此時蒸汽不減壓,按飽和蒸汽補償法處理,保證測量精度。如果流量計只能安裝在減壓閥后面,蒸汽可能過熱,應同時進行溫度和壓力補償,以保證精度。
4.應注意蒸汽流量計的選擇——蒸汽干度的影響
目前用于測量蒸汽流量的流量計大多是容積式流量計。首先測量體積流量,然后通過蒸汽的密度計算質量流量,即假設蒸汽完全干燥。但蒸汽并不是完全干燥的,如果不考慮蒸汽干度的影響,得到的數據會低于實際流量。
對于差壓式氣體流量計,實際蒸汽流量和假設干蒸汽(蒸汽質量=1)測量的流量可近似由以下公式表示:
其中:=實際干度下的質量流量kg/h =干飽和蒸汽下的流量kg/h χ =蒸汽干度
因此,流量計的二次儀表(流量計算機)應具有設定飽和蒸汽品質的功能。然而,在實際工作條件下,很難確定蒸汽的干燥度。如果能提高蒸汽氣體流量計入口處的蒸汽質量,就能提高蒸汽流量計的測量精度。因此,我們建議在流量計上游安裝汽水分離器,以提高測量精度。

5.應注意蒸汽流量計的選擇——管道振動
渦街氣體流量計對機械振動比較敏感,測量結果容易受到干擾,因此應對流量計前后的管道進行可靠的支撐設計。如果管道振動不可避免,應采用抗干擾能力強的差壓流量計,如Spisak ilva流量計。
6.注意蒸汽流量計的選擇——差壓傳遞誤差
a)零漂移
現場安裝差壓變送器時,經常發現工廠檢查零輸出時,零輸出不一致。這種零輸出偏差稱為靜壓誤差。調節方法是將相同的靜壓引入正壓室和負壓室,打開三個閥組的高低壓閥之一,關閉另一個,打開平衡閥。如果懷疑正壓室和負壓室沒有充滿被測介質,可以通過正壓室和負壓室上的排水閥排出積聚的氣體(或積聚的液體),然后檢查變送器的輸出。
b)壓力管道布置不合理
引壓管道應保證合理的坡度,使管道中可能出現的氣泡能迅速上升到母管,管道中的雜質能迅速沉入排水閥。引壓管道應定期檢查和維護,確保無泄漏或堵塞。壓力管的內徑與被測流體的性質和壓力管的總長度有關。對于蒸汽系統,壓力管的內徑一般在10 mm左右,為了避免正負壓力管中介質溫度不一致造成的密度差和傳輸失真,正負壓力管應盡量靠近布置。在室外或嚴寒地區使用時,壓力管道中的液體可能會凍結,因此需要伴熱和保溫。但應避免伴熱管直接纏繞在壓力管上,可能造成介質部分汽化和誤動作。
總結:蒸汽流量計選型注意事項:
為了正確測量蒸汽流量,用戶必須充分注意:
(1)對于蒸汽流量的變化,盡量選擇流量量程比較大的流量計,避免在小流量時出現計量不準、流量“丟失”的現象。
(2)蒸汽流量計應具有自動蒸汽密度補償功能,以避免壓力或溫度波動引起的非測量誤差。
(3)由于飽和蒸汽質量的影響,應注意質量的校正,同時向流量計提供優質蒸汽。
(4)為了保證蒸汽流量的正確測量,安裝好流量計是非常關鍵的。
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