王鐵柱

【摘 要】介紹了蒸汽流量計應用現(xiàn)狀和蒸汽流量計量存在的問題，以及應采取的對策。

【關鍵詞】蒸汽計量；問題；對策

0.概況

蒸汽是各生產(chǎn)企業(yè)的重要的二次能源之一，有的直接參與化學反應，但多數(shù)是用其熱能。企業(yè)在談論節(jié)能降耗一般會先想到"蒸汽"。從眼前本單位利益出發(fā)，降低生產(chǎn)成本需要降低蒸汽損耗；從大處想，我國能源短缺，更需要降低各種能耗。談論節(jié)能降耗，應首先想到是能源的"計量"，只有有了準確計量，才有資格說節(jié)約了多少能源。在蒸汽計量方面，現(xiàn)狀如何？中石化一些大型企業(yè)做得怎樣？

對于各廠生產(chǎn)裝置內及車間級的蒸汽側量及計量，也多是采用孔板差壓式流量計。除了上述流量計之外，也有用阿丑巴等流量計的?？偟臄?shù)量有數(shù)百臺，不再細說。

從計量管理角度，燕化公司根據(jù)"GBl7167-83"規(guī)定，明文對蒸汽測量系統(tǒng)提出如下要求：廠際蒸汽計量系統(tǒng)要有溫度和壓力補償環(huán)節(jié)；對其系統(tǒng)側量誤差要求：過熱蒸汽計量系統(tǒng)誤差不大于±2.5%；飽和蒸汽計量系統(tǒng)誤差不大于±4%。

1.蒸汽計量系統(tǒng)運行情況

關于蒸汽流量計量，燕山石化公司各廠際之間，多次因計量不準，供需雙方發(fā)生計量糾紛。近幾年隨技術進步、計量器具產(chǎn)品質量的提高和加強了蒸汽系統(tǒng)的管理，大多數(shù)的蒸汽計量系統(tǒng)運行正常。能夠正常運行的測量系統(tǒng)，一般都是領導重視，工程技術人員精心設計，認真選型，成套性完善齊全，投入較大。如采用計算機管理、帶壓力溫度補償、變送器選用的精度較高、系統(tǒng)帶小信號切除、隨時跟蹤測試計算、自動打印日報、月報等功能。但是對一些中、小用戶，如采用分流旋翼式流量計的問題較多。系統(tǒng)測量精度不高，故障率高，甚至用不到一個采暖期就損壞等。

2.存在問題及應采取的對策

由于蒸汽系統(tǒng)溫度較高，飽和蒸汽又易變?yōu)槠⒁簝上嗔?，相比之下測量難度大，甚至無法測量。因此對蒸汽測量系統(tǒng)的要求就高一些，有些計量器具滿足不了它的要求。

從處理燕化石化公司內部計量糾紛情況看。從1993年4月至1995年4月兩年時間內收到"申請仲裁書"12件，其中蒸汽計量糾紛有5件，占整個公司計量糾紛的41.7%，占的比重是很大的。如果統(tǒng)計到1998年4月，5年內共收到25件計量糾紛，蒸汽計量糾紛仍為上述5件（這三年出現(xiàn)的蒸汽差量均在下邊協(xié)商解決了），所占比例為20%，說明近幾年蒸汽計量工作有所改善，但是此數(shù)也不小。產(chǎn)生計量糾紛的原因是什么呢？通過數(shù)次對現(xiàn)場調查分析，歸納有三條：一是計量器具方面的原因；二是管理方面的原因；再就是人為因素。現(xiàn)就計量器具方面原因分析主要有以下幾個問題：

2.1蒸汽計量器具的性能有待提高，選型范圍有待擴寬

根據(jù)我公司蒸汽計量采用孔板差壓式流量計較多，特別是七十年代建的老裝置中，可以說絕大多數(shù)為此類儀表。該類計量器具存有一定的弱點：它的量程比小，一般為3：1，若運行在30%流量刻度以下時，其精度下降較大；運行工況條件離開原設計條件，側量誤差會增大，再如孔板檢側系統(tǒng)中部件多，引壓管系統(tǒng)易堵、易漏、易凍、易汽化等特點，造成儀表一次安裝工程量大，費用高；維修工作量亦大；孔板為節(jié)流型壓損大，長期運行耗能大，費用高；長期運行中孔板幾何尺寸變化，銳角變鈍（銳角要求r=0.0004d，而有關專家試驗后公布，運行的頭二或三年中每年磨損半徑廠增加0.04mm，而五、六年之后才趨向穩(wěn)定。由于銳角變鈍，孔板流量系數(shù)會變?。。?；甚至有的孔板在開停車過程中，由于蒸汽管道中易存冷凝水，開停蒸汽管道過程中產(chǎn)生水垂，致使孔板變形，甚至變成喇叭口。所有這些都說明，孔板差壓式蒸汽流量計很難保證其原設計測量精度。雖然目前已出現(xiàn)孔板、變送器一體化產(chǎn)品，二次儀表也已微機化、智能化，使孔板量程比可提高到l0：1。但是孔板本身銳角會變鈍造成流出系數(shù)變化，使測量誤差增大尚不能克服改善。盡管已有鈍化的孔板產(chǎn)品出現(xiàn)，但其相應的鈍化標準及其檢測器具配套尚待完善，再者它屬于非標準孔板，應經(jīng)過逐臺檢定，才可用于計量。標準孔板運行、磨損幾年后，應檢定測出新的流出系數(shù)，才可保證其側量準確度。但是目前無有這方面的要求和標準。

隨著機加工技術的提高相進步，采用標準噴嘴節(jié)流裝置的越來越多，如45萬噸乙烯改造中，在DN200mm以上管道的氣體和蒸汽測量出現(xiàn)六套標準噴嘴（30萬噸乙烯中一套也無有）。它最大的優(yōu)點是比標準孔板壓力損失小。缺點是加工制造難度大，檢驗技術高難度大，也存在運行多長時間后檢定的問題。

2.2蒸汽計量表的檢定

蒸汽計量表的檢定目前尚不完備，是制約蒸汽計量工作的一個重要環(huán)節(jié)。以蒸汽為工作介質的"蒸汽流量計量檢定裝置"在煙臺、廣州、蘭州等地都出現(xiàn)過，由于這種裝置浪費能源、難以操作、檢定精度低、費用高，無發(fā)展前途，堅持下來的沒有。正因蒸汽流量計無處檢定，應走周檢的渦街、阿丑巴、分流旋翼式等流量計，也難以實現(xiàn)。這里提到蒸汽計量檢定裝置有它的不足之處，將陸續(xù)退出歷史舞臺，代之興起的是用壓縮空氣代替蒸汽進行蒸汽流量計的檢定，這是方向。但是它還有待研究完善。目前看，這方面的資料、數(shù)據(jù)還太少，更無有什么標誰可依。無論是從理論上還是實踐數(shù)據(jù)上，還應作大量的實踐工作，以達到標準化。

就用壓縮空氣代替蒸汽進行蒸汽流量計的檢定的問題，插一段燕山石化公司在這方面工作：筆者1982年參加化工部系統(tǒng)流量側量技術交流會，會上交流一篇"淺談蒸汽流量計的標定"（后改為"介紹一種蒸汽流量計的標定方法"，刊登在1983年的煉油化工自動化雜志上）。1989年燕化公司計控處自己設計一套蒸汽流量計量檢定裝置，是利用中壓過熱蒸汽（名義上壓力為1.5Mpa，溫度為250℃），經(jīng)過檢定裝置后/降為0.3-0.5Mpa的低壓蒸汽作為罐區(qū)裝置伴熱和采暖用。同時引進工藝雜用風（即壓縮空氣）。標準是音速噴嘴。擬對同一臺蒸汽流計，用不同介質進行檢定，找出空氣代蒸汽的規(guī)律，最終成為氣（汽）體流量計量檢定站。設計完后，首先請國家計量院等單位的專家審核，定案后于1990年開工興建，建成后試壓、吹掃，送汽試運行完成后，即將試驗、測試數(shù)據(jù)，以便請計量院專家做技術性能測試檢定和請市局授權。然而，因30萬噸乙烯改造為45萬噸用地，立即拆除搬遷。由于各種原因至今未能建成投用（現(xiàn)仍在積極活動爭取早日投用）。1994年筆者完成一篇 "淺議以壓縮空氣代替蒸汽對蒸汽流量計進行標定"的文章，95年在大慶全國流量專業(yè)技術交流會上交流，并被推薦到1996國際流量專業(yè)委員會召開的流量技術研討會上，文章被收錄到"96國際流量專業(yè)技術研討會論文集"內。該文從流體力學角度出發(fā)，利用其相似原理，即兩種流體的流束幾何相似，雷諾準數(shù)相同，流量系數(shù)相等的原理，并以等體積法或等密度法，推算出空氣和蒸汽二者量的關系，說明以壓縮空氣代替蒸汽檢定蒸汽流量計是有理論依據(jù)的。

3.結束語

為了搞好蒸汽的計量，建議國家有關部門投資搞好此項研究開發(fā)和建標工作。具體作法是國家有關部門投資、立項，與有條件的企業(yè)結合（不能再搞浪費型蒸汽標準裝置），選用數(shù)種類型、數(shù)種規(guī)格的蒸汽流量計，利用蒸汽和空氣兩種介質進行檢定對比。在掌握有一定數(shù)量（當然越多越好）的實踐數(shù)據(jù)基礎上，統(tǒng)計、歸納出某種公式或某系數(shù)及其誤差范圍后，召開具有一定級別的鑒定會進行鑒定，成熟的話就可推廣應用直至建立節(jié)能型的以空氣代替蒸汽檢定蒸汽流量計的標準裝置。