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影響蒸汽流量計計量精度的因素分析
伴隨著熱電聯產的繼續推進和智能制造的加速發展,蒸汽流量的精確計量越來越受蒸汽使用者的關注,精確的蒸汽流量計量可以幫助蒸汽使用者實現:
- 提高設備運行效率
- 提高能源利用效率
- 精確的制程控制
- 公平的蒸汽貿易結算
- 合理的內部成本核算
蒸汽的計量不同于其他介質,在實際測量中影響其精確程度的因素是非常多的,經常會出現流量計檢定都是合格的,但是經常出現感覺實際計量“不準”的現象。對于影響蒸汽流量計準確計量的因素有以下六個:
一、量程比不足
量程比是指一個流量計能確保給定的精度和再現性的范圍內,所能測量的*大流量和*小流量之比。但涉及量程比時我們必須小心,因為量程比是基于實際的流速,蒸汽系統一般的*大允許流速為35m/s,更高的流動速度會引起系統的沖蝕和噪音。而不同的流量計*低流速是不同的,比如渦街流量計,為了保證雷諾數大于20000(此時斯特羅哈系數為常數),這樣就限制了可以測量的*小流速一般在3m/s。如果實際工況的蒸汽流速小于3m/s,那就無法實現精準測量。
二、安裝不規范
一般而言,流量計前后安裝直管段的要求分別是20D和5D。假設上游或下游直管段不足,則會導致流體未充分發展,存在旋渦和流速分布剖面畸變。流速剖面畸變通常由管道局部阻礙(如閥門)或彎管所造成,而旋渦普遍是由兩個或兩個以上空間(立體)彎管所引起的。上下游直管段不足可以通過安裝整流器來調整,*簡單有效的辦法是采用對上下游直管段要求較低的流量計。同時,安裝時無墊片或者流量計本身的不對中所帶來的引入誤差,降低測量精度。
三、蒸汽的密度補償不正確
對于工業用戶來說,由于在使用蒸汽的過程中,蒸汽的負荷處在不斷的變化中,這樣就導致實際的蒸汽壓力也在不停的變化;同時,不管是集中供汽或者自備鍋爐產生的蒸汽,蒸汽的壓力也都會有一個變化的范圍。由于蒸汽的流量測量都是先通過測量體積流量,進行密度補償以后再計算出質量流量,所以實時、高精度的壓力補償對精確的流量計量就顯的尤為重要。通常情況下,過熱蒸汽采用溫度+壓力的補償方式,飽和蒸汽采用壓力補償的方式。如果在計量系統的流量計算機內能夠內置有干度補償功能,將有助于進一步提高測量的精度。
四、差壓傳送誤差(差壓式流量計)
①零點漂移。
差壓變送器安裝到現場投入時,往往發現零位輸出出廠校驗時的零位輸出不一致。這種零位輸出偏離稱為靜壓誤差。蒸汽流量計其調整方法是向正負壓室通入相同的靜壓,將三閥組的高低壓閥中一個打開,另一個關閉,將平衡閥打開,如果懷疑正負壓室內尚未充滿被測介質,則可通過正負壓室上的泄流閥排盡積氣(或積液),然后再檢查差壓變送器的輸出。
②引壓管布置不合理。
引壓管線應保證合理的坡度使管內可能出現的氣泡較快地升到母管內,管內出現的雜質等較快地下沉到排污閥。引壓管線應定期檢查維護,確保無泄漏無堵塞。引壓管的內徑與被測流體的性質和引壓管總長度有關,對于蒸汽系統,引壓管的內徑一般在10mm左右。為了避免正負壓引壓管內介質溫度不一致,導致密度出現差異,引起傳送失真,蒸汽流量計主要特點正負引壓管應盡量靠近布置。當用于室外或嚴寒地區時,引壓管中的液體可能會結冰,因此需要伴熱保溫。
五、蒸汽的品質
由于工業蒸汽中往往會含有一定量的冷凝水,在流量計前進行合適的疏水,以及安裝過濾器使流量計免受蒸汽系統垃圾的影響,都可以進一步提升流量計的精度和長期運行穩定性。
六、流量計的出廠標定
毋庸置疑的是,如果在流量計使用范圍內的標定的點數越多,準確性和重復性越好。特別對于一些比如小流量的非線性區間,增加出廠標定點可以大幅提升流量計的測量精確性。如果能夠實現流量計前后直管段進行標定的話,那可以使流量計的測量精度更上一層樓。
受這些因素影響,計量蒸汽流量時難度大,計量器具的準確性和穩定性面臨較大的挑戰。再加上市面上蒸汽流量計的質量參差不齊,常有客戶頭疼不已,抱怨蒸汽流量計誤差大。