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饱和蒸汽能源计量存在的问题及解决方案

时间:2018/03/30来源:未知

  流体温度、压力、密度等热工参数的影响,在不饱和的状态下,容易形成双相流物质,造成质量计量不稳定。 所以企业能源计量中,饱和蒸汽是一种计量难度***大的物质。 根据企业实际情况,选择一种既满足计量需要,又稳定可靠的理想蒸汽流量计,成为企业计量技术工作的重点之一。

    一、蒸汽计量运用中存在的不足:
   江中药业股份有限企业是一家以中成药制剂为主的国营大型制药企业,在生产工艺中及在中央空调系统除湿、升温方面,需要消耗大量的饱和蒸汽。用于锅炉的原煤消耗占企业总能耗的75%,如何做好能源中蒸汽的计量,对企业落实节能工作意义重大。    目前,企业主要热力设施有南京锅炉厂制造的两台SZL15-1.57-All链条锅炉、分汽缸一只,以及管径DN≤200不等口径的供热管网约6km。
   根据设计整个热力管网体系中蒸汽实现了三级计量,各计量仪表均采用差压式涡街流量计,此类仪表在实验室测试,其计量准确度高,但在使用中受工况和现场环境的影响,以及信号干扰,容易造成计量偏差,对计量准确性造成一定的影响。2003年投产运行以来,在计量中发现差压式涡街流量采集的是频率信号,容易受到干扰。存在如下不足与缺点:
   1.抗振性能差    外来振动会使涡街流量计产生测量误差,甚至不能正常工作。通道流体高流速冲击会使涡街发生体的悬臂产生附加振动,降低测量准确度。
   2.对测量脏污介质适应性差    涡街流量计的发生体极易被介质脏污或被污物缠绕,改变几何体尺寸,对测量准确度造成极大影响。
   由于涡街蒸汽流量计量仪表自身的不足,以及受其他外部条件因素的影响,实际中出现了蒸汽计量准确度不高,计量数据不可靠和无规律,经常出现偏差过大和过小的情况。而且蒸汽计量稳定性不好,其中个别仪表因抗干扰性能差,受外界信号干扰,出现信号叠加,发生计量数据明显偏大,与平时比较,计量示值加大,在仪表和管道上震动一下,计量示值又恢复;有时管道稍微震动,计量示值出现跳动,造成明显偏差。无法体现计量的准确性,不利于后续企业节能减排和生产成本统计分析工作的开展。

    二、解决方案:
    为解决计量中存在的不足,考虑到锅炉总蒸汽计量涉及贸易结算,江西省计量测试研究院专业技术人员进行了现场分析研讨,首先考虑到高温蒸汽计量的准确性比常温液态水计量的准确性要差,对锅炉用水在保留原有计量的同时,再安装一只DN 100的热水表,根据饱和蒸汽的属性和工况影响,差压式弯管蒸汽计量仪表优于差压式涡街流量仪表的特点,锅炉主管增加一个DN150的差压式弯管流量计,实现采取双相双计量的计量模式,来保证蒸汽计量的准确性。
    弯管流量计传感器本身是一个几何结构尺寸精密的90°标准金属弯头,安装在管道转弯处,取代原有弯头。传感器内没有任何插入件或节流件,利用管道的自然转弯,流体对内外侧产生的压力差测流量,在流量测量过程中阻力损失小,可节省流体输送的动力消耗,降低运行费用。与传统节流装置相比,流速越高,节能效果越明显。
    弯管传感器适应性极强,它可在高温、高压、潮湿及其他环境恶劣、安装条件极差的场合中长期正常使用,重复性高达(0.20/n,目前蒸汽应用***高工况可达10MPa ,550°C ;弯管流量计测量范围宽,量程比达1:10,弯管流量计对直管段的要求只需保证前5D、后2D直管段即可(甚至更短),远远低于其他流量测量装置的要求;由于孔板流量计是由内孔一条锐角线来保证准确度,不耐磨损,易变形,因此只能采用法兰连接,如果到期不能检定则准确度不易保证。而弯管传感器是由整个900面来保证准确度,900面与孔板一条线相比是00 :1(无穷大比一)的关系。微量磨损对于一条线来说影响很大但对一个面则微不足道。
图1 蒸汽流量与热水的转化率

三、在锅炉主管道上采取用弯管流量计替代涡街流量计技改措施后的数据比较分析:
   对涡街流量计、弯管流量计、锅炉进水表每天抄表,对计量数据进行统计分析,绘制蒸汽流量与热水转化率曲线(见图1)。通过计量曲线检验任意时刻两台表的一致性。经过多次抽样对比,弯管流量计的准确度完全满足当前生产需要。而且在低流量的情况下,比涡街流量计更具稳定性。
   明显可以发现,弯管流量计比较接近目前锅炉实验的水汽转化率(80%) 稳定性好,计量准确;企业现用的涡街流量计己采取切除小流量所以在值方面涡街流量计示值偏高问题不突出,但水汽转化率变化大,稳定性不高。

四、结束语:
  综上所述,蒸汽流量计量采用差压式弯管流量计计量,在减少蒸汽管网压降、节能减排、提高蒸汽计量稳定性与准确性等方面有显著成效。 差压式弯管流量计与差动式涡街流量计相比,在维护、抗干扰、稳定性、使用寿命方面具有独特的优势,是一种具有广阔发展前景的节能型蒸汽流量计量仪表。

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