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蒸汽测量中流量计选型
发布时间:2016-03-03

   过热蒸汽是由饱和蒸汽加热升温获得。其中绝不含液滴或液雾,属于实际气体。过热蒸汽的温度与压力参数是两个独立参数,其密度应由这两个参数决定。
未经过热处理的蒸汽称为饱和蒸汽。饱和蒸汽具有如下特点。
(1) 饱和蒸汽的温度与压力之间一一对应,二者之间只有一个独立变量。
(2) 饱和蒸汽容易凝结,在传输过程中如有热量损失,蒸汽中便有液滴或液雾形成,并导致温度与压力的降低。含有液滴或液雾的蒸汽称为湿蒸汽。
目前使用流量仪表测量蒸汽流量,测量介质都是指单相的过热蒸汽或饱和蒸汽。对于相流经常变化的蒸汽,肯定会存在测量不准确的问题,这个问题的解决方法是保持蒸汽的过热度,尽量减少蒸汽的含水量。
1 测量蒸汽用流量仪表选型蒸汽流量仪表的选型
   对于蒸汽计量在选择流量仪表时应考虑 5 个主要因素: 被测流体特性、生产工艺情况、安装条件、维护需求以及流量仪表的特性。目前,测量蒸汽流量的仪表主要有标准节流装置流量计、弯管流量计、内锥式流量计涡街流量计等流量计。
(1) 标准节流装置流量计: 标准节流装置流量计应用历史悠久,有国际标准,理论精度高,应用十分普遍。但经过几十年的应用,发现标准节流装置流量计也存在不足:
①节流件磨损,使其测量误差增大;
②安装较为麻烦,维护及拆洗的工作量较大;
③需配差压变送器使用,增加了维护的工作量,另需敷设导压管,且在冬季需对导压管进行保温;
④流量量程比为 1∶3,局限性大;
⑤若安装不正确,容易发生蒸汽泄漏;
⑥压力损失较大,运行费用高。
(2) 弯管流量计: 弯管流量计实际上是一个 90度标准弯头。它的特点是:
①结构简单,价格低廉;
②弯管流量计传感器耐磨损,对微量磨损不敏感;③安装简单,可采用直接焊接法进行安装,使现场跑冒滴漏的麻烦得到彻底的解决;
④适应性强,量程范围宽,直管段要求不严,而且在耐高温、耐高压、耐冲击、耐振动、耐潮湿、耐粉尘等方面,弯管流量计远优于其它流量计;
⑤弯管流量计的量程比可达 1∶10,对于蒸汽,它的适用范围为 0 ~ 70m/s,可以较好地满足蒸汽流量测量的要求;
⑥弯管流量计由于其特殊的测量原理,使其在实际应用时对直管段的要求不严格,一般只要求前 5D、后 2D 即可,远远低于其他流量测量装置的要求;
⑦弯管流量计精度高,重现性好,测量精度可达 1. 14%,重现性精度可达0. 2%,一次安装后,不再需要重复拆装,因此,其安装精度也能得到佳保证;
⑧弯管流量计的突出特点是无任何附加节流件或插入件,可大大降低流体在管道内输送的动力消耗,节约能源,尤其对那些大系统、大管径、低压头的测量对象,好处更加明显。
(3) 涡街流量计: 涡街流量计是基于卡门涡街原理而研制成功的一种流量计。它具有以下特点:
①结构简单牢固,无可动部件,长期运行十分可靠;
②维护十分方便,安装费用低;
③传感器不直接接触介质;
④输出与流量成正比的脉冲信号,无零点漂移,精度高,并方便与计算机联网;
⑤测量范围宽,量程比可达 1∶10;
⑥压力损失小,运行费用低,更具节能意义;
⑦在一定的雷诺数范围内,输出信号频率不受流体物理性质和组分变化影响,仪表系数仅与漩涡发生体的形状和尺寸有关,测量流体的体积流量无需补偿,调换配件后无需重新标定仪表的系数;
⑧应用范围广,气体、液体的流量均可测量。
(4) 内锥流量计: 它是通过在管道中心安装一个锥体来节流。它具有以下特点:
①精度较高,重复性较好;
②压损小,量程比宽 (10∶1);
③具有自清洗功能,适用于脏污流体的流量测量;
④具有自整流功能,不需要较长直管段;
⑤耐磨损,长期稳定性好。
2 选型建议
2.1 建议采用下述几种仪表
(1) 标准节流装置和流量显示仪表组成的流量计。
(2) 非标准流量传感器 (如弯管传感器、内锥传感器、涡街传感器) 和流量显示仪表组成的流量计。
(3) 符合国家标准并有国家检定规程的其它流量计。
2.2 选型要求
(1) 流量计所用的差压变送器、压力变送器、温度变送器精度等级不得低于 0. 5 级。
(2) 采用涡街流量计,其涡街流量传感器精度等级不得低于 1. 0 级。采用内锥流量计,其内锥流量传感器精度等级不得低于 1. 0 级。采用弯管流量计,其弯管流量传感器精度等级不得低于 1. 5 级。
(3) 流量显示仪表显示、积算误差不得低于0. 5 级。
(4) 流量计应采用温度、压力补偿 (或全补偿仪表)。
3 设计要求
3.1 通用要求
(1) 流量传感器应水平安装,垂直安装时流体的流向须自下向上,同时要安装在与其相应的公称直径管道上。
(2) 标准节流装置必须采用符合国家标准的直管段。弯管流量传感器、内锥流量传感器等流量传感器必须采用符合生产厂标准要求的直管段。
(3) 流量传感器上游不允许设流量调节阀。
(4) 流量传感器安装应便于检修: 高度 2m 以上应有检修平台; 埋入地下管道安装的应有人井,其大小要便于检修和维护。
(5) 用能单位应建立能源计量数据中心,利用计算机技术实现能源计量数据的网络化管理。上位机不能对下位机的流量参数进行修改。
3.2 特殊要求
(1) 标准节流装置
① 标准节流装置 (包括节流件、取压装置、连接法兰及测量直管段) 的设计必须符合国标 GB/T2624—2006。
② 标准节流装置的制造应符合国家计量检定规程 (JJG 640—94) 并由生产厂家成套供应。
(2) 弯管流量传感器和内锥流量传感器弯管流量传感器、内锥流量传感器的设计、制造应符合生产厂家的企业标准。
(3) 涡街流量传感菩街流量传感器不适宜用于高流速、大管径、有震动对象的流量测量。
3.3 仪表间
(1) 必须有使用面积不小于 6 ㎡的单独仪表间,要有可靠的防止人为作弊的措施。
(2) 仪表间应有电源照明和检修用的插座。
(3) 仪表间应远离腐蚀和振动干扰源,其温度、湿度及振动应符合仪表使用要求。
4 安装要求
(1) 全套仪表都应考虑检定、维修方便。变送器安装相互之间中心距和离墙壁距离不应少于 450mm。
(2) 流量取源部件安装要符合 GBJ 50093—2002第四章的有关质量标准要求。
(3) 温度、压力和差压变送器的安装要符合
GBJ 50131—2007 第 5. 3、5. 4 和 5. 5. 2 条质量标准要求。
(4) 仪表盘 (箱、操作台) 内配线及安装要符合 GBJ 50131—2007 第 5. 2 条质量标准要求。
(5) 导压管应采用 Φ14 ×2 无缝钢管,不得采用焊接瓦斯管。导压管应垂直或倾斜牢固敷设安装,其斜度小于 1∶12。
(6) 根据配管方式,应设有排气、排液、冲洗和冷凝等装置。
(7) 全套仪表都应有防冻、保温和防腐等措施。
5 计量器具档案
用能单位应建立能源计量器具的档案,主要包括:
(1) 流量仪表资料 (如节流装置计算结果通知书、仪表使用说明书等)。
(2) 仪表的检定证书 (包括流量传感器、二次仪表)。
(3) 流量传感器安装记录。
(4) 连续两个周期检定证书、使用和维修记录。
6 重要说明
本规范将进出用能单位的能源测量仪表称为本单位 A 级计量仪表,进出主要次级单位的能源测量仪表称为本单位 B 级计量仪表,进出主要用能设备的能源测量仪表称为本单位 C 级计量仪表。A、B 级计量仪表须按上述要求认真执行。C 级计量仪表在仪表选型上,除上述类型流量计外,可选择均速管、阿牛巴等流量计,在设计要求、安装要求上可降低标准。标准节流装置用几何检定法检测; 其它流量传感器安装使用前须做实流标定。

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