張柳燕

[摘要]介紹柳鋼蒸汽計量現(xiàn)階段存在的幾個問題，分析出現(xiàn)這些問題的原因，并對上述問題提供解決的方法，闡述了蒸汽密度準確對蒸汽質(zhì)量計量的重要影響。

[關(guān)鍵詞] 蒸汽流量;計量;密度

1 引言

蒸汽是柳鋼生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的一種二次能源，在各分廠廣泛應用，由于柳鋼各廠成本是獨立核算，對能源計量工作要求比較高，在蒸汽流量計量中，最常用的流量計是差壓式流量計和渦街流量計。在應用中，由于忽略了蒸汽狀態(tài)對流量計配套選型的要求，因而帶來很大的計量問題， 也因此產(chǎn)生許多計量異議。

2問題提出

2.1 一次測量元件

以前柳鋼蒸汽測量的一次元件大多數(shù)選用的是標準孔板，標準孔板結(jié)構(gòu)簡單，價格比別的流量計便宜，安裝后無需校驗即可投入使用等優(yōu)點，但也存在以下問題：

① 壓力損失大

孔板的壓力損失公式：

Δω=（1-β1.9）ΔP

式中：β----節(jié)流件內(nèi)徑與測量管道內(nèi)徑之比d/D，? ? ΔP----流量差壓

從公式可以看出，當流體不變時，流量差壓越大或β越小，孔板的壓力損失越大，這樣對蒸汽的計量準確度帶來影響。

② 孔板以內(nèi)孔銳角線來保證精度，長期使用，因為蒸汽的沖刷和冷凝水的存在，孔板銳角極易發(fā)生鈍化、變形等情況，精度難以保證。

從有關(guān)實驗部門給出的數(shù)據(jù)，孔板在連續(xù)使用1到2個月，孔板銳角的鈍化度在1%至3%，對蒸汽的計量誤差有一定影響。

2.2 蒸汽狀態(tài)對蒸汽流量計量的影響

用于蒸汽流量的測量原理大部分是采用速度式測量方式，其理論是以單相流體為計算的基礎(chǔ)，如果在管內(nèi)存在復雜的變相流或汽水兩相流的情況，傳感器得到的信息就不能真實反映流體的實際情況，如在熱網(wǎng)管線的末端，由于主管道管徑大，流速慢，在疏水不暢的情況下，輸送到用戶的蒸汽中往往帶有較多的水分，危及儀表安全，同時也造成計量誤差。在蒸汽計量時，蒸汽變相現(xiàn)象的出現(xiàn)會造成計量誤差。其根本原因就是蒸汽在運送過程中，飽和蒸汽變?yōu)槠簝上嗔鳎羝拿芏瘸霈F(xiàn)了變化，測量難度非常大，柳鋼在生產(chǎn)過程中所使用的蒸汽密度和溫度跟孔板流量計算書中的蒸汽密度、溫度會有不同，因此對蒸汽測量系統(tǒng)的要求就會更高。

2.3流量計測量范圍選擇不正確

每個流量計出廠時都會計算出一個合適的測量范圍，只有在這個范圍內(nèi)測量的流量才能保證其測量精度，選擇一次測量元件的口徑尤為重要，口徑過大或過小，都會影響準確流量的計量準確性。

3問題解決方法

3.1對于壓力損失大，計量精度低問題的解決

隨著柳鋼的技術(shù)改造，我們開始采用標準噴嘴和耐高溫的渦街流量計來進行測量蒸汽計量。渦街流量計除要求周期性標定外，一般不會出現(xiàn)故障。下面用渦街和孔板進行對比：

① 壓力損失：渦街的壓力損失比孔板小，大約是孔板的1/15。

② 渦街的測量精度比孔板要高，孔板的設計精度大約在1.5%--2.5%，但差壓和流量不成線性，當流量小于設計流量的30%時，孔板的測量誤差要變大，而渦街的精度經(jīng)實際確認后，約為0.5%--1%，精度幾乎不變，保證了計量數(shù)據(jù)的準確性和重復性一致。

另外，我們更重視噴嘴流量計的應用。它具有孔板流量計的優(yōu)點，又因噴嘴節(jié)流元件為廓形節(jié)流件，無尖銳棱角，結(jié)構(gòu)形狀耐高流速沖擊與磨損，故其流量特性能保持長期穩(wěn)定。 無孔板銳緣鈍化之虞，因而檢定周期長，且壓損小。所以，噴嘴應是比孔板更優(yōu)越的節(jié)流件，但其安裝要求高，施工麻煩，所以也要看安裝條件來選擇。

3.2蒸汽狀態(tài)對蒸汽流量計量的影響問題的解決

蒸汽計量中最難確定的是蒸汽的密度，密度對于蒸汽計量是一個非常重要的參數(shù)，密度補償不正確就會直接影響到蒸汽質(zhì)量的計算。所以，在流量計安裝時要選擇安裝在管道較高處，并在前端設立疏水系統(tǒng)以保證進入傳感器的流體為單相流體。另外，由于蒸汽的密度與壓力、溫度有關(guān)，在測量體積流量的同時必須同步采集溫度、壓力值，并將信號送入無紙記錄儀實時運算，才能得到準確的實時流量。對于飽和蒸汽，由于飽和壓力和飽和溫度有一一對應的關(guān)系，為了讓密度值達到補償目的，只要測量溫度、壓力中的一個信號即可通過無紙記錄儀內(nèi)部的運算得到密度值及相應的流量。一般情況下，由于壓力對密度的影響較為靈敏，在測量飽和蒸汽時較常選用壓力補償?shù)姆绞?，而過熱蒸汽密度與溫度、壓力無對應關(guān)系，就必須同時對溫度、壓力進行測量 ，同時進行補償。以下是流量計算所運用的全補償公式：

式中：Q----瞬時流量，Q max----流量量程，P實際----實時壓力值，P設計----設計壓力值，

T設計----設計溫度， T實際----實時溫度值，△Pmax----差壓量程，△P---實時差壓值，0.101是工業(yè)標準大氣壓值，單位為MPa，273.15是絕對溫標，單位是℃。

3.3 提高流量計測量準確性問題的解決

設計流量計裝置，都會采用工藝提供的公稱管道直徑，用來計算節(jié)流件直徑比的管道直徑D是上游取壓口的上游0.5D長度范圍的內(nèi)徑平均值，至少要取4個以上橫截面測得的內(nèi)徑值，內(nèi)徑值的數(shù)值要達到±0.3%，如能實際測量管徑是最好的，盡量減少計算引起的誤差。

4 蒸汽流量計的正確使用，也可以提高蒸汽流量計的計量精度

4.1 儀表投用

蒸汽流量計開始投用時，要注意三閥組的開啟順序，如果三閥組是關(guān)閉的，這時需要打開，操作步驟是：先打開中間的平衡閥，分別再打開左右兩邊的閥，最后關(guān)閉中間的平衡閥。注意在向變送器的正、負容室沖灌隔離液時，切記要先打開容器上的排污螺釘，使容室內(nèi)氣體排出后再進行。

4.2 儀表運行

蒸汽計量儀表的工作環(huán)境較為惡劣， 長期處于高溫、 高壓的水蒸汽環(huán)境當中， 因而要做好其維護工作，及時排除儀表的損壞、 銹蝕以及雜質(zhì)阻塞等問題。 一方面， 要定期進行儀表的維護與檢修; 另一方面， 對于孔板式計量儀表， 要注重孔板開口圓面的銹蝕問題， 及時對附著贓物進行清洗， 必要時可以進行孔板的更換。 對于渦街式計量儀表， 要對渦街流量傳感器進行定期檢查， 確保不發(fā)生雜物阻塞、 檢測元件失靈等問題。

5 結(jié)語

由于蒸汽的應用可以提高生產(chǎn)質(zhì)量與效率， 并且可以迅速的確定與控制其溫度， 應用過程較為安全、 清潔、 低成本，以上幾點是我們在計量蒸汽時要注意的地方，只要能根據(jù)實際情況正確的選擇測量器件和維護事項，就能保證蒸汽計量的準確性、合理性。

[參考文獻]

1 孫淮清，王建中.流量測量節(jié)流裝置設計手冊.北京化學工業(yè)出版.2000.6

2 周源.區(qū)域供熱中蒸汽準確計量的探討 [J].計量技術(shù)。2000（10）：25--27