蒸汽(qi)是石油化(huà)工企業重(zhong)要的二次(ci)能源，在企(qi)業能源計(jì)量🔞中占有(yǒu)重要地位(wèi)。從企業效(xiào)益出發，要(yao)降低生産(chan)成本則需(xū)降低蒸汽(qì)的消耗量(liang)，蒸汽計量(liàng)由此成爲(wèi)企業計量(liàng)技術工作(zuò)的重🥰點之(zhi)一。儀表都(dou)有一定的(de)測量☔範圍(wei)和合适的(de)量程比，可(kě)是工藝生(sheng)産過程往(wang)往又有不(bú)同負荷狀(zhuàng)态下的多(duo)種運行方(fang)式，随之對(duì)應的蒸🐅汽(qi)♌用量就會(hui)出現♈大流(liú)量、正常流(liu)量及小流(liú)量等不同(tóng)流速，蒸汽(qì)🙇🏻的物理參(cān)數如溫度(du)、壓力及密(mi)度等參數(shu)也會在不(bú)同負荷狀(zhuang)态下💃🏻發生(shēng)相應🈲的變(biàn)化。任何類(lèi)型測量蒸(zhēng)汽的儀表(biǎo)要滿足不(bú)同工況下(xià)的準确測(ce)量實際上(shang)很困難。這(zhè)就要🌈求在(zài)測量方法(fǎ)和儀表選(xuan)型上根據(ju)測量回路(lu)的要求充(chong)分考慮各(ge)種計量儀(yi)表的優缺(quē)點，選擇量(liang)程比合适(shì)的儀表并(bing)采用适當(dang)的補償措(cuo)施，如溫壓(ya)補償🥰、蒸汽(qi)狀态及分(fen)段線性化(huà)補償等。但(dàn)是随之而(er)來就會産(chan)生安裝位(wèi)置、直管段(duan)及維✨護需(xū)求等一系(xi)列🧡的安裝(zhuang)問題。
　　爲此(cǐ)，圍繞當前(qián)常用的差(cha)壓式和速(sù)度式蒸汽(qì)流量計的(de)選㊙️型、安裝(zhuāng)注意事項(xiang)以及安裝(zhuāng)和運行中(zhōng)容易發生(sheng)的問題展(zhǎn)開讨論，重(zhong)點考慮蒸(zhēng)汽流量儀(yí)表選型時(shí)儀💰表和被(bei)測介質的(de)特性♻️、生産(chǎn)工藝的變(biàn)化、儀💘表的(de)安裝條件(jian)及管理維(wéi)護等因素(su)的影響。
1 蒸(zhēng)汽流量計(ji) 的類型
①企(qǐ)業使用蒸(zheng)汽流量計(ji)一般用于(yu): 計量蒸汽(qì)用量，進行(hang)❓内部🎯或外(wài)🐆部計費結(jié)算; 監測能(néng)源的使用(yong)效率，如根(gen)據熱焓确(què)定添加的(de)蒸汽量; 改(gai)進工藝過(guo)程的控制(zhì)效果，比如(ru)使流量恒(heng)定在設定(ding)值或按一(yī)定的規律(lü)變化。
　　用戶(hu)應根據自(zi)身需要，再(zai)結合流量(liàng)計的相關(guan)特性選擇(zé)合适的🙇🏻蒸(zhēng)汽流量儀(yí)表。目前，測(ce)量蒸汽介(jiè)質普遍選(xuan)用的是差(cha)壓流量計(jì)😍和渦街流(liú)量計配密(mi)度補償方(fāng)式完成計(ji)量。
1.1 差壓式(shi)流量計
　　 差(cha)壓式流量(liàng)計 在穩流(liú)情況下，管(guǎn)道中流量(liàng)與壓差的(de)平方根成(chéng)正比。基于(yu)流體質量(liang)守恒( 連續(xu)性方程) 和(he)能量守恒(heng)( 伯努利㊙️方(fang)程🚶‍♀️) 定律，可(ke)知基本的(de)流量計算(suan)式爲:

式中(zhōng) C ———流出系數(shu)( 實際流量(liang)/理論流量(liàng)) ;
d ———節流件孔(kong)徑，m;
Δp ———節流件(jiàn)上下遊的(de)壓差，Pa;
qm———蒸汽(qi)質量流量(liang)，t/h;
β ———直徑比，β = 孔(kǒng)闆直徑 d /管(guǎn)道直徑D;
ε ———可(ke)膨脹性系(xì)數，蒸汽的(de) ε 小于 1;
ρ ———蒸汽(qi)密度，kg /m3。
　　差壓(yā)式流量計(jì)中常用的(de)有孔闆流(liu)量計和新(xin)型V 錐流量(liàng)計兩種❓型(xíng)式。
　　 孔闆流(liú)量計 以簡(jiǎn)單結實、成(cheng)本低廉及(ji)無需額外(wài)标定等優(you)勢在💋工🙇🏻業(ye)中獲🔴得廣(guǎng)泛應用。但(dan)它也有自(zì)身的缺點(diǎn): 受限于工(gōng)👈作原理，量(liang)程比🤞限制(zhi)在3∶ 1 ～ 5∶ 1; 在水錘(chuí)作用下，孔(kong)闆會變形(xíng)，如果設計(ji)或安裝不(bú)當甚至會(huì)堵塞管道(dào); 孔闆的直(zhi)角邊緣在(zài)長期運行(háng)後會磨損(sǔn)，特别是在(zai)進行蒸汽(qì)介質測⚽量(liang)時會改變(bian)孔闆特性(xing)，影響測量(liàng)精度，因此(cǐ)必須對👅孔(kong)闆進行周(zhou)期檢查并(bing)予以更換(huàn)🙇‍♀️; 孔闆流量(liàng)計一般需(xū)要較長的(de)直管段以(yǐ)保證精度(du)，表 1 給出了(le)不同直徑(jìng)比 β 和⭐不同(tong)上遊擾流(liu)布置情況(kuàng)下所🤩建議(yi)的直管段(duan)長度。

　　 V錐流(liu)量計 具有(yǒu)壓損小、量(liàng)程比寬、直(zhi)管段短及(jí)測量精度(dù)高等優點(diǎn)，這些特❤️點(diǎn)來源于特(tè)殊的設計(jì)結構———錐體(tǐ)位于管道(dào)中心處。在(zài)計算工況(kuang)下的實際(jì)流量時，應(ying)先計算出(chu)流🏃‍♂️體流過(guò)V形錐的有(you)效面積S和(he)等效直徑(jing)比β，再代入(ru)式(1)計算得(de)到。
雖然V錐(zhuī)流量計可(ke)以在直管(guan)段不夠長(zhǎng)的情況下(xià)較其☔他節(jie)流💋裝置有(yǒu)較高的測(cè)量精度，但(dan)所需的前(qián)後直管段(duan)仍要視具(ju)體情況而(ér)定。有數據(ju)顯示，前置(zhi)閘🔴閥開度(dù)大于25%時，各(ge)種開度下(xià)當✨要求較(jiào)高測量準(zhun)确時，流量(liang)計㊙️前直管(guan)段長度L=10D尚(shang)嫌不足，而(er)不是各種(zhǒng)情況下均(jun)爲前👄0～3D、後0～1D的(de)直管段，這(zhe)個特點需(xu)要相關技(jì)術人員的(de)高度重視(shì)。
　　當測量蒸(zhēng)汽介質的(de)管道停汽(qì)檢修時，管(guan)道底部會(hui)存有積水(shui)。恢複通汽(qi)後，在壓力(li)推動下，水(shuǐ)的波動很(hen)容易引起(qi)管道振動(dòng)，流量較大(dà)時管道振(zhen)動劇烈甚(shèn)至會損壞(huai)節流件造(zào)成🌈生産事(shi)故。
1．2渦街流(liu)量計
　　流體(tǐ)流經設置(zhì)在管道内(nei)的漩渦發(fa)生體時會(hui)産生🏃🏻‍♂️流動(dong)振蕩㊙️，在發(fā)生體的兩(liǎng)側交替産(chan)生規則漩(xuán)渦，測定其(qí)振蕩頻率(lü)可以🥰反應(yīng)流量的大(da)小。當工況(kuang)條件合适(shi)時，漩渦頻(pín)率f和流體(ti)速度v成線(xiàn)性關系，且(qiě)與密度無(wu)關，可表示(shi)爲:

對于給(gěi)定的流量(liang)計，其質量(liang)流量 qm爲:

式(shi)中 A ———流量計(ji)的截面積(ji)，m2
式中 A ———流量(liang)計的截面(mian)積，m2
d ———漩渦發(fa)生體迎流(liu)面的最大(dà)寬度，m;
f ———漩渦(wō)的釋放頻(pin)率，Hz;
k ———對于給(gěi)定的流量(liang)計爲常數(shù);
St———斯特羅哈(hā)爾數，無量(liang)綱，當雷諾(nuò)數 Ｒe在 102～ 105時其(qi)值約爲 0． 2;
v ———發(fa)生體兩側(cè)的平均流(liú)速，m / s;
ρ ———蒸汽密(mi)度，kg /m3。
　　與孔闆(pan)流量計相(xiang)比， 渦街流(liú)量計 有較(jiào)好的量程(cheng)比( 一般爲(wei) 30∶ 1) 、無可動部(bu)件及流阻(zu)低等優✂️點(diǎn)，但在抗振(zhen)、脈動流及(ji)抗幹擾等(děng)方面也有(yǒu)明顯的局(jú)限性🌈。爲此(cǐ)💋，在安裝渦(wo)街流量傳(chuan)感器時應(yīng)注意:
a．選擇(zé)合理的安(an)裝場所，遠(yuǎn)離強磁場(chang)設備，避開(kāi)強振🧡動❌和(he)🌏強腐蝕環(huan)境。
b．上下遊(yóu)配管應滿(mǎn)足安裝要(yao)求，約爲前(qián)10D和後5D。不同(tóng)的安裝條(tiao)件(如縮管(guǎn)、擴管、T形管(guǎn)、前端是否(fou)有閥門及(jí)過濾器💞等(děng)擾🚩流件)，對(duì)上遊直管(guǎn)段的要求(qiu)也相異，還(hai)需參考儀(yí)🤩表說明書(shu)。另外，流量(liàng)或壓力調(diao)節閥應裝(zhuang)在傳感器(qì)下遊5D以外(wai);測壓孔應(ying)設在流量(liàng)計下遊的(de)2D～7D處;測溫孔(kǒng)應設在離(lí)測壓孔下(xià)遊的1D～2D處。
c．基(jī)于其流體(ti)振蕩的工(gōng)作原理，振(zhèn)動會引起(qi)誤差，可以(yǐ)在㊙️傳感器(qi)上下遊2D處(chù)分别設置(zhì)防振座并(bing)加防振墊(nian)。
d．任何墊片(pian)和焊渣的(de)凸出都會(hui)導緻其他(ta)漩渦的發(fā)生，引🔆起計(ji)量💰誤差。T形(xing)管上遊安(ān)裝閥門即(jí)可避免脈(mo)動壓的影(yǐng)🤟響。
　　目前，渦(wo)街流量計(jì)的流量系(xi)數一般是(shi)在水流量(liang)标準裝置(zhì)上标😘定得(de)到的。按照(zhào)渦街流量(liang)計的工作(zuo)原理，在一(yi)定🌏的雷😘諾(nuò)數範圍内(nèi)，渦街流量(liàng)計的流量(liàng)系數隻與(yǔ)漩渦發生(shēng)體、管道形(xíng)狀和幾何(he)尺寸有關(guān)。因此，渦街(jie)流量計用(yong)水标定得(dé)到的流量(liang)系數在儀(yí)表用來測(ce)量氣體和(he)蒸汽時采(cǎi)用也是合(he)理的。
　　用水(shuǐ)标定時流(liu)速最高也(yě)隻到 10m/s，而實(shi)際應用時(shi)氣體和🏃🏻蒸(zheng)汽的流🌈速(sù)卻遠大于(yu) 10m/s，某品牌渦(wō)街流量計(ji)承諾⭐ 80m/s 的流(liu)速仍能保(bao)證測❗量精(jing)度，但品質(zhì)欠佳的渦(wō)街流量計(jì)在大于40m/s流(liú)速時已産(chan)生明顯的(de)“漏脈沖”現(xiàn)象而且流(liú)速越高“漏(lou)脈沖”越嚴(yán)重，從而出(chu)現示值嚴(yán)重偏低的(de)情況。另外(wai)，流量計前(qián)後壓差同(tóng)流速之間(jian)的關系也(yě)應符合✔️下(xia)🌈式:

式中 D ———管(guǎn)道内徑，mm;
Δp———壓(yā)力損失，kPa;
qv———體(tǐ)積流量，m3/ h;
v ———流(liú)速，m / s;
ρ ———流體密(mi)度，kg /m3。
2安裝要(yào)點分析
2．1差(chà)壓流量計(ji)的安裝
　　用(yòng)差壓流量(liang)計測量蒸(zheng)汽流量，爲(wei)保護差壓(ya)變送器的(de)❄️高低壓室(shì)🏒，通常設置(zhi)兩個冷凝(níng)罐，兩個冷(lěng)凝罐内液(ye)位高度相(xiàng)等是壓差(cha)信号不失(shī)真傳遞的(de)關鍵。如♻️果(guǒ)發現一個(gè)冷🙇‍♀️凝罐是(shì)冷的，罐的(de)上部必定(dìng)不是蒸汽(qi)，造成這種(zhǒng)情況的原(yuán)因有多種(zhong)，如:導壓管(guǎn)堵、根部閥(fa)堵、溢流口(kǒu)高度比取(qu)壓📧口低、在(zài)取壓口和(hé)冷凝罐之(zhī)間存在液(ye)封💞等。不管(guan)是哪種原(yuán)因，都将使(shǐ)差壓變送(sòng)器接收到(dào)的壓差與(yǔ)節流件送(sòng)出的壓差(cha)信号不相(xiang)等，進而引(yǐn)起流量❌測(ce)量誤差。如(ru)圖1所示，改(gai)造前到正(zhèng)壓冷凝罐(guàn)的引壓管(guǎn)由于安裝(zhuāng)坡度不合(he)理形成U形(xing)水封，這段(duan)管内的冷(leng)凝水不能(neng)靠重力流(liú)回母管，從(cóng)而造成流(liú)量示值偏(piān)低。配置和(hé)安裝合理(lǐ)的壓差裝(zhuang)置後，蒸汽(qi)從母管經(jīng)導壓管流(liú)入冷凝罐(guan)，放出熱量(liang)後變成凝(níng)結水，罐中(zhōng)液位高于(yu)溢流口後(hòu)自動返回(hui)母管，從而(ér)保證兩個(ge)罐中的凝(níng)結水液位(wèi)相等。

2．2渦街流(liú)量計的安(ān)裝
　　渦街流(liu)量計經常(chang)與調節閥(fa)安裝在同(tong)一根管道(dao)上以☂️控制(zhi)流量或壓(ya)力。如圖2所(suǒ)示，來自鍋(guo)爐的蒸汽(qì)總管經🐅壓(ya)力控制回(hui)路調節後(hòu)進入蒸汽(qi)分氣缸并(bing)根🈚據用戶(hù)🥵負荷測量(liang)總蒸☁️汽用(yòng)量，分氣缸(gang)分配到各(ge)用汽設備(bèi)或裝置，同(tong)樣安裝有(you)壓👉力或流(liu)量調節控(kong)制回路。

　　儀表(biǎo)控制過程(cheng)中，會受到(dao)儀表元件(jian)疲勞及裝(zhuang)置運行👉狀(zhuàng)态突變等(děng)多種因素(sù)的影響，導(dao)緻調節閥(fa)運行時發(fā)生振蕩。這(zhe)就很可能(néng)會造成分(fen)表之和與(yu)總表👅示值(zhí)的異常偏(piān)差。用戶應(ying)分析振蕩(dang)産生的原(yuan)因，糾正其(qi)産生的條(tiao)件并👄時常(cháng)關注♉調節(jie)系統⁉️的運(yun)行狀況［2］。
3 維(wei)護管理
　　測(ce)量蒸汽的(de)儀表都有(you)其局限性(xing)，流量儀表(biao)進行蒸♋汽(qì)測量時，都(dōu)是指理論(lun)上單相的(de)飽和蒸汽(qì)或過熱蒸(zheng)汽介質。但(dàn)蒸☁️汽狀💜态(tai)在不同的(de)條件下會(huì)發生變化(huà)，過熱蒸汽(qi)可能變爲(wei)飽和蒸汽(qi)，飽和蒸汽(qì)又可能因(yin)爲經過長(zhang)距離輸送(song)、保溫欠佳(jia)及疏水措(cuò)施不到位(wei)等多種原(yuan)♌因夾帶冷(leng)凝水，類似(sì)這樣的狀(zhuang)況下，流量(liang)計是不能(neng)做出正确(que)測量的💯。解(jie)決這種問(wen)題通常可(ke)從 4 個方面(miàn)考慮: 蒸汽(qì)流🌏量儀表(biǎo)不要安裝(zhuang)在整套管(guan)路的低處(chu)，以保障被(bei)測介質的(de)品質; 完善(shàn)主副蒸汽(qi)管道的保(bao)溫措施，減(jian)😘少管道冷(leng)凝水的産(chǎn)生和相🌈應(yīng)的壓力損(sǔn)失; 創造合(hé)适的安裝(zhuāng)條件，便⛷️于(yu)将來儀表(biao)的維護保(bǎo)養; 根據蒸(zhēng)汽系統設(she)計規範設(shè)置疏水閥(fa)安⛹🏻‍♀️裝位置(zhì)，一般情況(kuàng)下，每 30 ～ 50m安裝(zhuāng)一組疏水(shuǐ)閥是比較(jiào)規範的布(bù)置，同時加(jia)強疏水閥(fa)‼️的管理和(he)保養。
　　另外(wai)，涉及貿易(yì)結算或需(xu)要計費的(de)應用場合(he)，則要👄做好(hao)趨勢記錄(lu)和定期備(bèi)份以便進(jin)行數據分(fèn)析，實時了(le)解用戶在(zai)🌂不同時段(duàn)的用汽情(qíng)況，同時要(yao)防止意外(wai)斷電導緻(zhì)儀表不計(ji)量的💃情況(kuàng)發生，必要(yào)時流量積(jī)算儀的趨(qū)勢數據、記(ji)錄和電源(yuán)可派專人(ren)管理🔞。
4 結束(shù)語
　　通過對(duì)孔闆、V 錐和(hé)渦街流量(liàng)計的分析(xi)來看，蒸汽(qì)質量流量(liang)用差壓流(liú)量計和渦(wō)街流量計(jì)測量都能(néng)得到較準(zhǔn)确的結果(guǒ)，都能滿💛足(zu) GB 17167-2006的要求。爲(wèi)保證蒸汽(qì)的正确計(jì)🔞量，用戶應(yīng)注意🙇‍♀️選擇(zé)量程比比(bi)✨較大的流(liu)量計以避(bì)免在下限(xiàn)工作時讀(du)數偏低甚(shèn)至爲零的(de)情況; 流量(liang)計規👈範的(de)安裝非常(chang)關鍵，微小(xiao)的細節就(jiù)可以避免(miǎn)投運後出(chu)現的很多(duo)問題。另外(wai)，爲流量計(jì)配上一體(ti)化的溫壓(ya)補償系統(tong)，既可以⛷️減(jiǎn)少安裝工(gong)作量并降(jiang)低安裝成(cheng)本，也避免(mian)了因此帶(dai)來♉的附加(jiā)誤差。

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