蒸(zheng)汽是石油化(hua)工企業重要(yào)的二次能源(yuan)，在企業能源(yuan)計量中占有(yǒu)重要地位。從(cong)企業效益出(chu)發，要降低生(sheng)産成本則需(xū)降低蒸汽的(de)消耗量，蒸汽(qi)計量由此成(cheng)爲企業計量(liang)技術工作的(de)重點之一。儀(yi)表都有一定(dìng)的測量範圍(wéi)和合适的量(liàng)程比，可是工(gong)藝生産過🌈程(cheng)往往又有不(bú)同負荷狀🔱态(tài)下的多種運(yun)行方式，随👅之(zhi)對應的蒸汽(qi)用量就會出(chū)現大流量、正(zhèng)常流👨‍❤️‍👨量及小(xiao)流量等不同(tong)流速，蒸汽的(de)物理參🌐數如(ru)溫度、壓力及(jí)密度等參數(shù)也會在不同(tóng)負荷狀态下(xia)🏃‍♂️發生相應的(de)變化。任何類(lei)型測量蒸汽(qi)的儀表要滿(man)足不同工況(kuang)下的準确測(ce)量實際上很(hen)困難。這就要(yao)求在測量☔方(fāng)法和儀表選(xuan)型上根據測(ce)量回路的要(yao)求充分考✍️慮(lü)各☔種計量儀(yi)表的優缺點(dian)，選擇量程比(bi)合适的儀💰表(biǎo)并采用适當(dang)的補償措施(shi)，如溫壓補償(cháng)、蒸汽狀态及(jí)分段線性化(hua)補償等。但是(shì)随之而🔞來就(jiu)會産生安裝(zhuang)位置、直管段(duàn)及維護需求(qiú)等🔴一系列的(de)安裝問題。
　　爲(wei)此，圍繞當前(qián)常用的差壓(ya)式和速度式(shi)蒸汽流量計(ji)的選型、安💔裝(zhuāng)注意事項以(yǐ)及安裝和運(yùn)行中容易發(fa)生的問👉題展(zhan)開讨論，重點(diǎn)考慮蒸汽流(liú)量儀表選型(xing)時儀表和被(bèi)測介質的特(tè)性、生産工藝(yi)的變化、儀表(biǎo)的安裝條件(jiàn)及管理維護(hù)等因素的影(yǐng)🏃🏻響。
1 蒸汽流量(liang)計 的類型
①企(qi)業使用蒸汽(qì)流量計一般(ban)用于: 計量蒸(zhēng)汽用量，進行(háng)内部或外💜部(bu)計費結算; 監(jian)測能源的使(shǐ)用效率，如根(gen)據熱焓确定(ding)🔴添加的蒸汽(qì)量; 改進工藝(yi)過程的控制(zhì)效果，比如使(shi)流量恒定在(zai)設🏃定值或按(àn)一定的規律(lǜ)變化。
　　用戶應(yīng)根據自身需(xū)要，再結合流(liu)量計的相關(guān)特性選擇♌合(he)🔴适的蒸汽流(liu)量儀表。目前(qian)，測量蒸汽介(jie)質普遍選用(yòng)的💚是差壓流(liu)量計和渦街(jiē)流量計配密(mi)度補🏃🏻‍♂️償方式(shi)完成計量。
1.1 差(cha)壓式流量計(ji)
　　 差壓式流量(liàng)計 在穩流情(qing)況下，管道中(zhōng)流量與壓差(chà)的平方根成(chéng)正比。基于流(liú)體質量守恒(heng)( 連續性方程(cheng)) 和能量守恒(héng)( 伯努利方程(cheng)) 定律，可知基(jī)本的流量計(jì)算式爲:

式中(zhōng) C ———流出系數( 實(shi)際流量/理論(lùn)流量) ;
d ———節流件(jiàn)孔徑，m;
Δp ———節流件(jiàn)上下遊的壓(yā)差，Pa;
qm———蒸汽質量(liàng)流量，t/h;
β ———直徑比(bǐ)，β = 孔闆直徑 d /管(guǎn)道直徑D;
ε ———可膨(péng)脹性系數，蒸(zhēng)汽的 ε 小于 1;
ρ ———蒸(zhēng)汽密度，kg /m3。
　　差壓(yā)式流量計中(zhong)常用的有孔(kǒng)闆流量計和(hé)新型V 錐流量(liang)✍️計兩種型式(shi)。
　　 孔闆流量計(jì) 以簡單結實(shí)、成本低廉及(jí)無需額外标(biao)定等優勢在(zài)工業中獲得(dé)‼️廣泛應用。但(dan)它也有自身(shēn)的缺點: 受限(xiàn)于工作原理(lǐ)，量程比🌏限制(zhi)在3∶ 1 ～ 5∶ 1; 在水錘作(zuo)用下，孔闆會(huì)變形，如果設(she)計☂️或安裝不(bú)當甚至會堵(du)塞管道; 孔闆(pan)的直角邊緣(yuán)在長期運行(hang)後會磨損，特(te)别✍️是在進行(háng)🤩蒸汽介質測(ce)量時會改變(biàn)孔闆特性，影(ying)響測量精度(du)，因此必須對(duì)孔♌闆進行周(zhōu)期檢查并予(yu)以更換🏃‍♂️; 孔闆(pan)流量計一般(ban)需要較長的(de)直管段以⭐保(bao)證精度，表 1 給(gěi)出了不同直(zhi)徑比 β 和❗不同(tong)上遊擾流布(bu)⭐置情況下所(suǒ)建議的直管(guǎn)段長度。

　　 V錐流(liu)量計 具有壓(yā)損小、量程比(bi)寬、直管段短(duǎn)及測量精度(du)高等優點，這(zhe)些特點來源(yuán)于特殊的設(shè)計結構———錐體(tǐ)位于管道中(zhong)心處。在計算(suan)工況下的實(shí)際流量時，應(yīng)先計算出流(liu)體流過V形錐(zhui)的有效面㊙️積(jī)S和等效直徑(jing)比β，再代入式(shì)(1)計算得到。
雖(suī)然V錐流量計(jì)可以在直管(guan)段不夠長的(de)情況下較其(qí)他節🔱流裝置(zhì)有較高的測(cè)量精度，但所(suǒ)需的前後直(zhi)管段仍⭐要視(shì)🏃‍♀️具體情況而(er)定。有數據顯(xian)示，前置閘閥(fa)開度大于25%時(shi)🌈，各種開度下(xia)當要求較高(gao)測量準确時(shí)，流量計前直(zhi)管段長度L=10D尚(shang)嫌🌈不足，而不(bu)是各種情況(kuàng)下均爲前0～3D、後(hou)0～1D的直管段💋，這(zhe)個特點需要(yào)相關技術人(ren)員的高度㊙️重(zhòng)⭐視。
　　當測量蒸(zheng)汽介質的管(guan)道停汽檢修(xiū)時，管道底部(bu)會🔞存🚩有積水(shui)。恢複通汽後(hòu)，在壓力推動(dòng)下，水的波動(dong)很容易引起(qǐ)管道振動，流(liú)量較大時管(guan)道振動劇烈(lie)甚至會損壞(huài)節流件造成(cheng)生産事故。
1．2渦(wo)街流量計
　　流(liu)體流經設置(zhi)在管道内的(de)漩渦發生體(ti)時會産生流(liú)動🤟振🌈蕩，在發(fā)生體的兩側(cè)交替産生規(guī)則漩渦，測定(dìng)其振蕩頻率(lü)可以反應流(liú)量的大小。當(dāng)工況條件合(he)适時🔴，漩渦頻(pín)率f和流體速(su)度🈚v成線性關(guān)系，且與密度(dù)無關，可表示(shi)爲:

對于給定(dìng)的流量計，其(qi)質量流量 qm爲(wei):

式中 A ———流量計(ji)的截面積，m2
式(shì)中 A ———流量計的(de)截面積，m2
d ———漩渦(wo)發生體迎流(liu)面的最大寬(kuan)度，m;
f ———漩渦的釋(shì)放頻率，Hz;
k ———對于(yú)給定的流量(liang)計爲常數;
St———斯(si)特羅哈爾數(shù)，無量綱，當雷(lei)諾數 Ｒe在 102～ 105時其(qí)值約爲 0． 2;
v ———發生(shēng)體兩側的平(píng)均流速，m / s;
ρ ———蒸汽(qi)密度，kg /m3。
　　與孔闆(pǎn)流量計相比(bi)， 渦街流量計(ji) 有較好的量(liang)程比( 一般爲(wèi) 30∶ 1) 、無可動部件(jian)及流阻低等(děng)優點，但在抗(kang)振、脈動流及(jí)抗幹擾等方(fāng)面也有明顯(xian)的局限性。爲(wei)此，在安💯裝渦(wo)街流量傳感(gan)器時應注意(yi)👅:
a．選擇合理的(de)安裝場所，遠(yuan)離強磁場設(shè)備，避開強振(zhèn)動和⭐強腐蝕(shí)環境。
b．上下遊(you)配管應滿足(zu)安裝要求，約(yue)爲前10D和後5D。不(bú)同的安裝條(tiáo)件(如縮管、擴(kuo)管、T形管、前端(duān)是否有閥門(mén)及過濾器等(děng)擾🌈流件)，對上(shàng)遊直管段的(de)要求也相異(yì)，還需🐇參考儀(yí)表說明書。另(ling)外，流量或壓(yā)力調⛹🏻‍♀️節閥應(yīng)裝在傳感器(qì)下遊5D以外;測(ce)壓孔應設在(zai)流量計下遊(yóu)的2D～7D處🔅;測溫孔(kong)應設在離測(ce)壓孔下遊的(de)1D～2D處。
c．基于其流(liu)體振蕩的工(gōng)作原理，振動(dòng)會引起誤差(chà)，可💚以在🤞傳♋感(gan)🏃🏻器上下遊2D處(chu)分别設置防(fáng)振座并加防(fáng)振墊。
d．任何墊(nian)片和焊渣的(de)凸出都會導(dao)緻其他漩渦(wō)的發生，引起(qi)計量誤差。T形(xing)管上遊安裝(zhuāng)閥門即可避(bì)免脈動壓的(de)影響。
　　目前，渦(wo)街流量計的(de)流量系數一(yī)般是在水流(liu)量标準🈲裝置(zhi)上标定得到(dao)的。按照渦街(jiē)流量計的工(gōng)作原理，在一(yī)定的雷諾數(shù)範圍内，渦街(jiē)流量計的流(liu)量系數隻與(yu)漩渦發生體(ti)、管道形狀和(hé)幾何尺寸有(yǒu)關。因此，渦街(jiē)流量計用水(shui)标定得到的(de)流量系數在(zài)儀表用來測(ce)量氣🛀🏻體和蒸(zhēng)汽時💁采用也(ye)是合理的。
　　用(yòng)水标定時流(liu)速最高也隻(zhi)到 10m/s，而實際應(yīng)用時氣體和(he)蒸💚汽🥵的流速(su)卻遠大于 10m/s，某(mou)品牌渦街流(liú)量計承諾 80m/s 的(de)流㊙️速仍能保(bǎo)證測量精度(du)，但品質欠佳(jiā)的渦街流量(liang)計在大于40m/s流(liu)速時已産生(shēng)明🈲顯的“漏脈(mo)沖”現象而且(qiě)流速越高“漏(lou)脈沖”越嚴重(zhòng)，從🌐而出現示(shì)值嚴重偏🈲低(dī)的情況。另📧外(wai)，流量計前後(hòu)壓差同流速(su)之間的關系(xi)也應符合下(xià)式:

式中 D ———管道(dào)内徑，mm;
Δp———壓力損(sǔn)失，kPa;
qv———體積流量(liang)，m3/ h;
v ———流速，m / s;
ρ ———流體密(mi)度，kg /m3。
2安裝要點(dian)分析
2．1差壓流(liú)量計的安裝(zhuang)
　　用差壓流量(liang)計測量蒸汽(qi)流量，爲保護(hu)差壓變送器(qì)的🤟高低壓室(shi)，通常設置兩(liang)個冷凝罐，兩(liǎng)個冷凝罐内(nei)液位💋高度相(xiàng)等是壓差信(xin)🍉号不失真傳(chuan)遞的關鍵。如(ru)果發現一個(gè)冷凝罐是🔞冷(lěng)的，罐的上部(bu)必定不是蒸(zhēng)汽，造成這種(zhong)情況的原因(yīn)有多種，如:導(dǎo)壓管堵、根部(bù)閥堵、溢流口(kǒu)高度比取壓(ya)口低、在取壓(ya)口和冷凝罐(guàn)之間存在液(yè)封💋等。不管是(shi)哪種☀️原因，都(dōu)将使差壓變(biàn)送器接收到(dao)的壓差與節(jiē)👨‍❤️‍👨流件送出的(de)壓差信号不(bú)✔️相☀️等，進而引(yǐn)起流量測量(liang)誤差。如圖1所(suǒ)示，改造前到(dao)正壓冷凝罐(guan)的引壓管由(yóu)于安裝坡度(dù)不合理💁形成(chéng)📐U形水封，這段(duan)管内的冷凝(níng)水不能靠重(zhong)力流回母管(guǎn)，從而造成流(liu)量示值偏低(di)。配置和安裝(zhuang)合理的壓差(chà)🐇裝置後，蒸汽(qi)從母管經導(dao)壓管流入冷(leng)凝罐，放出熱(re)量後變成凝(ning)結水，罐中液(yè)位高于溢流(liú)口後自動返(fǎn)💜回母管，從而(ér)保證兩個罐(guan)中的凝結水(shui)液位相等。

2．2渦街流(liú)量計的安裝(zhuang)
　　渦街流量計(jì)經常與調節(jiē)閥安裝在同(tóng)一根管道上(shàng)以控🤟制流量(liang)或壓力。如圖(tu)2所示，來自鍋(guo)爐的蒸汽總(zong)管經壓力🧑🏽‍🤝‍🧑🏻控(kong)制回路調節(jie)後進入蒸汽(qì)分氣缸并根(gen)💚據用戶負荷(hé)測量總蒸汽(qi)用量，分氣缸(gang)🌍分配到各用(yong)汽設備或裝(zhuāng)置，同樣安裝(zhuāng)有壓力或流(liú)量調節控制(zhì)回路。

　　儀表(biao)控制過程中(zhōng)，會受到儀表(biǎo)元件疲勞及(ji)裝置運行狀(zhuang)态突💘變等多(duo)種因素的影(yǐng)響，導緻調節(jie)閥運行☁️時發(fa)✍️生振蕩。這就(jiu)很可能會造(zào)成分表之和(he)與總表示值(zhí)的異常偏差(cha)。用戶應分析(xī)振蕩産🈚生的(de)原因，糾正其(qí)産生的條件(jian)并時常關注(zhù)調節系統的(de)運行狀況［2］。
3 維(wei)護管理
　　測量(liàng)蒸汽的儀表(biao)都有其局限(xian)性，流量儀表(biao)進行蒸汽測(cè)量時，都是指(zhǐ)理論上單相(xiang)的飽和蒸汽(qi)或過熱♌蒸汽(qi)介質。但蒸汽(qì)狀态在不同(tong)的條件下會(hui)發生變化，過(guo)熱蒸汽可能(néng)變爲飽和蒸(zhēng)汽，飽和蒸汽(qì)又可能因爲(wèi)經過長距離(li)輸送、保溫欠(qian)佳及疏水措(cuò)施不到位等(deng)多種原因夾(jia)帶冷凝❓水，類(lei)似這樣的狀(zhuang)況下，流量計(jì)是不能做出(chū)正确測量的(de)⭐。解決這種問(wen)題通常可從(cong) 4 個方📧面考慮(lü): 蒸汽流㊙️量儀(yí)表不要安裝(zhuang)在整套管路(lu)的低處，以保(bǎo)障被測介質(zhì)的品質; 完善(shan)主副蒸汽管(guǎn)道的🈲保溫措(cuò)施，減少管道(dào)冷凝水的産(chǎn)生和相應的(de)壓力損失; 創(chuàng)造合适的安(an)裝條件，便于(yú)将來儀表的(de)維護保💛養; 根(gēn)據蒸汽系統(tong)設計規範設(she)置疏水閥安(an)裝位置，一般(ban)情況下，每 30 ～ 50m安(an)裝一組疏水(shuǐ)閥是比較規(gui)範的🔞布置，同(tong)時加強疏水(shuǐ)閥🌈的管理和(he)保養。
　　另外，涉(she)及貿易結算(suan)或需要計費(fèi)的應用場合(he)，則要做好趨(qū)勢記錄和定(dìng)期備份以便(biàn)進行數據分(fèn)析，實時了解(jiě)用戶在不同(tóng)時段的用汽(qi)情況，同時要(yào)防止意外斷(duan)電導緻儀表(biao)不計量的❌情(qing)況發生，必要(yào)時流⭕量積算(suàn)儀的趨勢數(shu)據、記錄和電(diàn)源可派專人(ren)管理🤞。
4 結束語(yǔ)
　　通過對孔闆(pǎn)、V 錐和渦街流(liú)量計的分析(xī)來看，蒸汽質(zhì)量流♍量用差(chà)壓流量計和(he)渦街流量計(jì)測量都能得(de)☀️到較準确的(de)結果，都⚽能滿(man)足 GB 17167-2006的要求。爲(wei)保證蒸汽的(de)💁正确計量，用(yòng)戶應注意選(xuǎn)擇量程比比(bi)較大的流量(liàng)計以避免🍉在(zai)下限工作時(shi)讀數📞偏低甚(shen)至爲零的情(qing)況; 流量計規(gui)範的安裝非(fei)常關鍵，微小(xiǎo)的細節就可(kě)以避免投運(yùn)後出現的很(hen)多問題。另外(wài)，爲流量💋計配(pèi)上一體化的(de)溫壓補償系(xì)統，既可以減(jian)少安裝工作(zuò)量并降低安(ān)裝成本，也避(bì)免了因此帶(dai)來的附加誤(wu)💰差。

以上内容(róng)來源于網絡(luò)，如有侵權請(qing)聯系即删除(chu)!