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蒸汽流量计测量装置仪表如何选型

时间:2018/03/20来源:未知

  目前,国内蒸汽流量装置选用***多的一次仪表为涡街流量计和孔板节流装置。如何合理地选择一次仪表能够在很大程度上影响蒸汽计量的准确性,避免不必要的贸易纠纷。在日常检定工作中经常会出现蒸汽流量计本身检定合格而实际却出现计量“不准”的现象,多是由于蒸汽流量计一次仪表的选型不合理。现根据仪表现场情况就如何合理选择一次仪表作如下分析:
蒸汽流量计测量装置仪表如何选型
  一、涡街流量计与孔板节流装置目前的技术水平
 
  涡街流量计主要由检出器、信号处理放大电路和信号转换器组成,目前对于涡街流量计发生体的研究已达到相当完善的程度,以三角形发生体为***佳形体,检测元件有热敏电阻、压电晶体、热丝和膜片等,信号处理部分有许多已微机化。涡街流量计具有安装方便(可直接在管道上安装)、体积小、互换性强、长期运行准确度高等优点,可适用于大多数液体、气体和蒸汽测量。孔板节流装置具有结构简单、造价低、可靠等优点,几乎适用于所有介质测量,而与之配套的差压变送器发展迅速,使其本身具有的不足得以弥补。
 
  二、从外界测量环境条件对仪表的影响进行分析选型
 
  一次仪表使用的环境条件较复杂,涡街流量计为卡门涡街原理产生频率,选型时除注意环境温度、湿度等条件外,还要考虑电磁干扰。安装地点应选择环境无强电、无磁场干扰的场合,否则会造成涡街流量计不能正常工或不能准确计量。此外在使用时应尽量避免机械振动,尤其是管道的横向振动(垂直于管道轴线和漩涡发生体轴线的振动),这种影响在流量计结构设计上是无法消除的。由于涡街信号对流场同样敏感,故直管段长度在不能稳定涡街流量计所必要的流动条件时,是不宜选用的。相对于涡街流量计的这些弊端,孔板节流装置则不受任何影响,可以在较复杂的环境条件中正常工作。
 
  三、从流量测量范围及测量准确度进行分析选型
 
  涡街流量计的流量测量范围较大,由于涡街流量计的特殊结构,当准确度检定确定后约为0.5%~1.5%测量值,准确度几乎是不变的。由于涡街流量计的输出频率与流量呈线性关系,则流量的量程比可达30∶1~80∶1。孔板节流装置的差压与流量呈非线性关系,在小流量时测量不准,量程比只有3∶1~5∶1。孔板节流装置的设计系统准确度为1.5%~2.5%,由于差压与流量是非线性关系,当流量低于30%时,误差增大;另一方面,由于使用介质的长期磨损,锐角变钝,使流量系数发生变化,也是影响准确度的一个重要原因。
蒸汽流量计测量装置仪表如何选型
  四、从涡街流量计与孔板节流装置安装、维护费用和运行成本进行分析选型
 
  一套进口涡街流量计(DN15mm~DN100mm)和一套孔板节流装置(包括差压变送器、孔板及法兰、导压管、阀门、保温箱或保护箱)都需2.5万元人民币左右,但从长远观点看、采用涡街流量计仍然是合算的。涡街流量计安装简单,一般只需保证涡街流量计上游侧配置长度为10D(D为流量计的公称通径)的直管段和下游侧配置长度为5D的直管段即可,而孔板节流装置不仅对上游侧配置长度为10D的直管段还是下游侧配置长度为4D的直管段,在直管段内表面、同心度、导压管、变送器、保温箱方面都有一定的安装要求,安装费用是涡街流量计的数十倍。在维护费用方面,涡街流量计除每两年进行一次周期检定外,一般不会出现其他费用,而孔板节流装置则不然:消漏、定期排污、灌隔离液、更换导压管和阀门、保温、清洗孔板等,有一定的维护量。在检测费用方面,安装涡街流量计和孔板节流装置的蒸汽流量结算装置,检测费用在浙江两年为2480元(配备DN100mm以下涡街流量计)和3860元(配备DN100mm以下差压式节流装置)。
 
  五、从一次仪表的可靠性进行分析选型
 
  涡街流量计有3个静密封点,不易泄漏,没有流动的死区,不受流体重度、温度、压力和黏度等影响,流量系数长期不变。孔板节流装置由节流件取压装置和差压变送器组成,采用法兰连接,易产生跑、冒、滴、漏问题,导压管对于易冻的场所需要有伴热措施,一个流量测量回路静密封点为20个左右,使用中存在如下问题:易冻、易堵、易漏、伴热容易造成差压变送器器件老化、某些场合导压管需加隔离液,由于伴热或工艺操作不稳,正、负导压管隔离液液线常常不等,产生液柱差,使流量指示不准。以上都会使流量系数发生变化,测量准确度降低,并且存在有流动的死区。涡街流量计在测量时无可动部件,其可靠性较高,可以较安全地将介质流量准确地测量出来,而孔板节流装置的可动部件较多,在测量过程中较容易受人为改变使测量值发生偏离,其可靠性较低。

  通常来说,蒸汽流量都是通过差压装置来进行测量的,典型的测量装置则是孔板。然而,这类装置本质上属于体积流量的测量。众所周知,压力和温度的变化会改变蒸汽的质量流量。即使是10%微小的蒸汽压力变化也会导致未补偿质量流量10%的误差。这就意味着,在传统的差压测量装置安装中,所测量的体积流量必须通过测量温度和压力来进行补偿,因此这三个测量量(ΔP, T 和 P)可以集中到一个流量计算机中来进行质量流量的计量。
 
  传统的安装形式如下图所示:
传统的安装形式
  传统蒸汽流量测量系统的安装成本:
 
  1. 压力和温度不在流体的同一点测量。这会带来质量流量的误差。要知道10%压力的误差就会导致质量流量10%的误差。如果你在输送计量应用场所销售蒸汽,那么10%的精度误差会减少你10%的收益。
 
  2. 安装成本高。你必须购买温度传感器,压力传感器,差压装置和流量计算机,并且需要多管道渗入,测量系统的连线和包装。
 
  3. 维护费用高。压力传感器容易阻塞,孔板可能会磨损,所有的独立传感器需要定期校准。并且,检修如此复杂的系统十分困难。
 
  综上所述,针对蒸汽流量,***完美的测量工具是集管道渗透,温度、压力和体积流量同一点测量,自主处理数据计算质量流量于一体的测量表。武汉卓伦通用旗下的阿贝思系列漩涡流量计完美的实现了这一功能。
 
  涡街流量测量是针对气体、液体和蒸汽的理想测量技术。卓伦通用旗下的阿贝思漩涡流量计可以指定测量同一过程连接中的多达5种过程变量:体积流量,质量流量,密度,压力和温度。利用这种多变量测量功能,可以轻易的***大化蒸汽生产率,降低购置成本。
 
  六、从介质压力损失进行分析选型
 
  涡街流量计的口径与管径相同,内部只有一根漩涡发生体,对介质的压力损失基本不产生影响,而孔板节流装置则是在流体进入节流件前、后的管壁附近形成涡流,流体团不横向脉动,还有逆向运动,是一种非常复杂的流动状态,这些涡流能量耗散使得压力损失很高。涡街的压力损失比孔板小,约是孔板的1 / 15。因此,长期的运行对泵及风机耗能费少。孔板节流装置是涡街流量计的15倍,当用于气体或蒸汽流量测量时,由于密度小,同一管径体积流量大,压力损失更是严重,耗能费更高。

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