论文部分内容阅读
[摘 要]“三分用、七分养”是所有设备的使用原则，尤其是蒸汽流量计更应该如此。只有正确安装和正确使用，蒸汽流量计才能稳定而准确地进行计量，这也是我们仪表技术人员不懈的努力方向。
[关键词]蒸汽流量计量；科学使用；方法
中图分类号：TB93 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）47-0065-01
1 关于蒸汽流量计量的分析
工作环节中，很多用户都进行了饱和蒸汽的应用，这需要进行干度的应用，以此来衡量饱和蒸汽的质量问题。在该环节中，我们称敢饱和蒸汽为过热饱和蒸汽，其内部的含水量是比较低的。在其蒸汽常用质量流量计算过程中，需要进行特殊单位的应用，从而实现蒸汽密度的优化，以满足蒸汽质量流量的控制，保证蒸汽密度的优化，根据蒸汽的压力及其温度展开控制。在实际工作过程中，受到内外因素的影响。在其蒸汽计量模块中，随着外界温度及其蒸汽状况的改变，其密度也会发生改变，也就影响了其质量及其流量。在蒸汽计量过程中，一般都是通过压力及温度传感器跟踪蒸汽压力及温度变化来达到密度补偿目的。饱和蒸汽的密度变化与其压力或温度成正比关系，因而单独通过测压力或测温度都可以对饱和蒸汽进行密度补偿。过热蒸汽的密度与其压力、温度成函数关系，而不是正比关系。
2 蒸汽流量计量中的难点
（1）目前，使用者采用的蒸汽计量，并不能直接测定出蒸汽流量的质量，一般在企业中都采取能够推导的测定系统进行计量，由于计算方程中，流量的质量计算与过汽密度密切相关，因此，对于饱和蒸汽来讲，过汽密度的计算仅与压力相关，比较容易计量；而对于湿度较大的过热蒸汽而言，还与温度有关，而且方程中的各个因素量组成函数变化关系，随工程蒸汽的参数改变而变化，没有既定的方程进行计算，需要依据具体情况推导得到一个补偿公式，而且当雷诺数值改变较大时，需要进行相关参数的修正，才能增加计量测定的有效性，否则，即使补偿公式达到了要求，参数的动态变化也会引起较大的偏差。（2）过热蒸汽的特点之一为高压高温，这样的特征也导致选择计量的仪器要具有耐高压和高温的特点，在蒸汽测定的仪表中，选择仪表进行测量时，要综合考虑各仪表的性能和弱点，核算方程时，为了降低误差，有时候必须要进行一定的分摊计算。
3 影响蒸汽准确计量的因素
3.1 蒸汽流量的变化
为了确保得到的流量信息能够准确表示在整个工况或者需求范围内的蒸汽流量，流量计必须能够测量从极端的低负荷至最大负荷的整个范围，即流量计应具有足够大的量程比。但涉及量程比时必须小心，因为量程比是基于实际流速，更高的流动速度会引起系统的冲蚀和噪音。而不同的流量计允许的最低流速是不同的。因此，对于流量变化比较大的系统，很容易造成在低流速时有些流量计无法准确计量或不能计量的事实。
3.2 蒸汽压力和温度变化引起密度变化
计量饱和蒸汽或过热蒸汽常用质量流量，其大小与蒸汽密度有关，而蒸汽密度又直接受蒸汽的温度和压力影响。在蒸汽计量过程中，随着蒸汽压力、温度的不断变化，密度随着变化，使质量流量也随着变化，蒸汽在不同压力、不同温度下，其密度也不相同。如果流量计量仪表不能跟踪这种变化，势必造成计量误差。为了准确计量蒸汽的质量流量，必须考虑蒸汽压力和温度的变化，实现密度补偿。然而目前用来测量蒸汽质量流量的大多数流量计系统没有自动的压力和温度补偿，而是指定操作在某一压力、温度下。如果管道压力、温度能真正保持不变则可以保证蒸汽密度不变化，从而实现准确计量蒸汽流量。
3.3 差压传送误差影响
3.3.1 零点漂移
差压变送器安装到现场投用时，往往发现零位与出厂校验时的零位不一致。这种零位输出偏离称为静压误差。其调整方法是向正负压室通入相同的静压，将三阀组的高低压阀中一个打开，另一个关闭，将平衡阀打开，如果怀疑正负压室内尚未充满被测介质，则可通过正负压室上的泄压阀排尽积气或积液，然后再检查变送器的输出。
3.3.2 引压管布置不合理
引压管线应保证合理的坡度使管内可能出现的气泡较快地伸到母管内，管内出现的杂质等较快地沉到排污阀。引压管线应定期检查维护，确保无泄漏无堵塞。
4 蒸汽流量计量的科学使用方法
4.1 蒸汽的密度补偿要科学准确
为了正确计量蒸汽的质量流量，必须考虑蒸汽压力和温度的变化，通过流量积算仪对蒸汽密度进行补偿。测量蒸汽温度的铂电阻一定要规范安装：测温铂热电阻插入管道中心位置、铂热电阻安装在流量计下游的5倍管径处、安装铂热电阻的管道位置采取保温措施等，确保测得的温度数值准确。在蒸汽压力的测量中一定要注意，如果采用引压管引压，必须进行零点迁移（因为引压管内冷凝水的重力作用会使压力变送器测量到的压力与实际压力之间出现一定的差值，引起密度补偿的误差），也可在流量积算仪内进行修正。压力变送器安装在蒸汽流量计下游的4倍管径处，压力变送器前的阀门、密封垫应完好畅通，以保证蒸汽压力的准确测量。如果采用设定压力、温度进行补偿，所设定的数值应力求接近实际，否则误差很大，一般不建议采用。在流量积算仪中要正确设定蒸汽流量计的运行状态，这对蒸汽费用的正确计算至关重要。对于蒸汽状态不好明确判断的使用场合，建议采用智能型流量积算仪，配合铂电阻、压力变送器进行温度、压力补偿，这样所计量的蒸汽质量流量最准确。
4.2 现场存在的振动和电磁干扰应避免
蒸汽计量中应用最多的涡街流量计受设计原理的影响，对机械振动比较敏感，计量结果易受振动干扰，应对蒸汽流量计前后管段作可靠的支撑设计，加装振动缓冲部件，如管道振动不可避免，应选用抗干扰能力相对强的蒸汽流量计（如气体超声波流量計、智能式涡街流量计、差压式流量计等）。如果蒸汽流量计现场存在振动干扰，就会对在用的涡街蒸汽流量计产生低频率的脉冲信号影响，蒸汽流量计就会将这些脉冲作为流量信号传递给流量积算仪，形成累计流量，导致部分涡街蒸汽流量计在一段时间不用蒸汽的情况下仍然会有一定量的数值累计。这就是“不用汽而流量计走字”的原因，因此蒸汽用户在不用蒸汽的情况下，也要与供汽单位共同记好表底，防止蒸汽流量计“空跑”。
4.3 蒸汽流量计的量程比要合理
量程比是指一个流量计在能确保给定的准确度范围内，所能测量的最大流量和最小流量之比。用户要根据自己的实际使用量选择流量计，理论上待选蒸汽流量计的量程要完全覆盖用户的使用量程。超过流量上限和低于流量下限使用都会造成蒸汽流量计计量的严重不准。比如：实际平均流量为5t/h的涡街蒸汽流量计，一般应选择口径为150mm的涡街流量计，但是当流量降低到0.3t/h或超过15t/h时，流量计就会出现严重计量失准。
4.4 蒸汽流量计上下游直管段的正确安装
对于传统的涡街流量计，其前后安装直管段要求分别为20倍管径和5倍管径（这是流量计的前面无阀门等障碍物的技术要求；有障碍物还要增加直管段，具体见厂家的说明书）。如果上下游直管段不够，就会导致管道内蒸汽流动未充分发展，在流速分布剖面发生畸变。用户可通过在蒸汽流量计前安装流动调整器或增加直管段来调整管道的流速分布，使蒸汽流量计处的流体为充分发展状态。对于一些大口径蒸汽流量计，满足上下游直管段的安装要求更为重要。
结语
在蒸汽流量的准确计量中，需要正确选用合理的测量仪器，并在测量过程中，准确分析温度、压力等方面的误差来源，要避免非测定性误差的存在，对蒸汽的干湿度进行控制与修正，且流量计要具有密度补偿的能力，能够及时对蒸汽密度进行补偿，对易产生误差的部位可以安装追踪示波仪器，这样能够及时发现问题，并采取有效的解决方法，最终保证流量质量的准确计量。
参考文献：
[1]李绪燕，张德华，李瑞芳，等.冶金企业蒸汽流量计量的几点体验[J].工业计量，2014（6）.
[关键词]蒸汽流量计量；科学使用；方法
中图分类号：TB93 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）47-0065-01
1 关于蒸汽流量计量的分析
工作环节中，很多用户都进行了饱和蒸汽的应用，这需要进行干度的应用，以此来衡量饱和蒸汽的质量问题。在该环节中，我们称敢饱和蒸汽为过热饱和蒸汽，其内部的含水量是比较低的。在其蒸汽常用质量流量计算过程中，需要进行特殊单位的应用，从而实现蒸汽密度的优化，以满足蒸汽质量流量的控制，保证蒸汽密度的优化，根据蒸汽的压力及其温度展开控制。在实际工作过程中，受到内外因素的影响。在其蒸汽计量模块中，随着外界温度及其蒸汽状况的改变，其密度也会发生改变，也就影响了其质量及其流量。在蒸汽计量过程中，一般都是通过压力及温度传感器跟踪蒸汽压力及温度变化来达到密度补偿目的。饱和蒸汽的密度变化与其压力或温度成正比关系，因而单独通过测压力或测温度都可以对饱和蒸汽进行密度补偿。过热蒸汽的密度与其压力、温度成函数关系，而不是正比关系。
2 蒸汽流量计量中的难点
（1）目前，使用者采用的蒸汽计量，并不能直接测定出蒸汽流量的质量，一般在企业中都采取能够推导的测定系统进行计量，由于计算方程中，流量的质量计算与过汽密度密切相关，因此，对于饱和蒸汽来讲，过汽密度的计算仅与压力相关，比较容易计量；而对于湿度较大的过热蒸汽而言，还与温度有关，而且方程中的各个因素量组成函数变化关系，随工程蒸汽的参数改变而变化，没有既定的方程进行计算，需要依据具体情况推导得到一个补偿公式，而且当雷诺数值改变较大时，需要进行相关参数的修正，才能增加计量测定的有效性，否则，即使补偿公式达到了要求，参数的动态变化也会引起较大的偏差。（2）过热蒸汽的特点之一为高压高温，这样的特征也导致选择计量的仪器要具有耐高压和高温的特点，在蒸汽测定的仪表中，选择仪表进行测量时，要综合考虑各仪表的性能和弱点，核算方程时，为了降低误差，有时候必须要进行一定的分摊计算。
3 影响蒸汽准确计量的因素
3.1 蒸汽流量的变化
为了确保得到的流量信息能够准确表示在整个工况或者需求范围内的蒸汽流量，流量计必须能够测量从极端的低负荷至最大负荷的整个范围，即流量计应具有足够大的量程比。但涉及量程比时必须小心，因为量程比是基于实际流速，更高的流动速度会引起系统的冲蚀和噪音。而不同的流量计允许的最低流速是不同的。因此，对于流量变化比较大的系统，很容易造成在低流速时有些流量计无法准确计量或不能计量的事实。
3.2 蒸汽压力和温度变化引起密度变化
计量饱和蒸汽或过热蒸汽常用质量流量，其大小与蒸汽密度有关，而蒸汽密度又直接受蒸汽的温度和压力影响。在蒸汽计量过程中，随着蒸汽压力、温度的不断变化，密度随着变化，使质量流量也随着变化，蒸汽在不同压力、不同温度下，其密度也不相同。如果流量计量仪表不能跟踪这种变化，势必造成计量误差。为了准确计量蒸汽的质量流量，必须考虑蒸汽压力和温度的变化，实现密度补偿。然而目前用来测量蒸汽质量流量的大多数流量计系统没有自动的压力和温度补偿，而是指定操作在某一压力、温度下。如果管道压力、温度能真正保持不变则可以保证蒸汽密度不变化，从而实现准确计量蒸汽流量。
3.3 差压传送误差影响
3.3.1 零点漂移
差压变送器安装到现场投用时，往往发现零位与出厂校验时的零位不一致。这种零位输出偏离称为静压误差。其调整方法是向正负压室通入相同的静压，将三阀组的高低压阀中一个打开，另一个关闭，将平衡阀打开，如果怀疑正负压室内尚未充满被测介质，则可通过正负压室上的泄压阀排尽积气或积液，然后再检查变送器的输出。
3.3.2 引压管布置不合理
引压管线应保证合理的坡度使管内可能出现的气泡较快地伸到母管内，管内出现的杂质等较快地沉到排污阀。引压管线应定期检查维护，确保无泄漏无堵塞。
4 蒸汽流量计量的科学使用方法
4.1 蒸汽的密度补偿要科学准确
为了正确计量蒸汽的质量流量，必须考虑蒸汽压力和温度的变化，通过流量积算仪对蒸汽密度进行补偿。测量蒸汽温度的铂电阻一定要规范安装：测温铂热电阻插入管道中心位置、铂热电阻安装在流量计下游的5倍管径处、安装铂热电阻的管道位置采取保温措施等，确保测得的温度数值准确。在蒸汽压力的测量中一定要注意，如果采用引压管引压，必须进行零点迁移（因为引压管内冷凝水的重力作用会使压力变送器测量到的压力与实际压力之间出现一定的差值，引起密度补偿的误差），也可在流量积算仪内进行修正。压力变送器安装在蒸汽流量计下游的4倍管径处，压力变送器前的阀门、密封垫应完好畅通，以保证蒸汽压力的准确测量。如果采用设定压力、温度进行补偿，所设定的数值应力求接近实际，否则误差很大，一般不建议采用。在流量积算仪中要正确设定蒸汽流量计的运行状态，这对蒸汽费用的正确计算至关重要。对于蒸汽状态不好明确判断的使用场合，建议采用智能型流量积算仪，配合铂电阻、压力变送器进行温度、压力补偿，这样所计量的蒸汽质量流量最准确。
4.2 现场存在的振动和电磁干扰应避免
蒸汽计量中应用最多的涡街流量计受设计原理的影响，对机械振动比较敏感，计量结果易受振动干扰，应对蒸汽流量计前后管段作可靠的支撑设计，加装振动缓冲部件，如管道振动不可避免，应选用抗干扰能力相对强的蒸汽流量计（如气体超声波流量計、智能式涡街流量计、差压式流量计等）。如果蒸汽流量计现场存在振动干扰，就会对在用的涡街蒸汽流量计产生低频率的脉冲信号影响，蒸汽流量计就会将这些脉冲作为流量信号传递给流量积算仪，形成累计流量，导致部分涡街蒸汽流量计在一段时间不用蒸汽的情况下仍然会有一定量的数值累计。这就是“不用汽而流量计走字”的原因，因此蒸汽用户在不用蒸汽的情况下，也要与供汽单位共同记好表底，防止蒸汽流量计“空跑”。
4.3 蒸汽流量计的量程比要合理
量程比是指一个流量计在能确保给定的准确度范围内，所能测量的最大流量和最小流量之比。用户要根据自己的实际使用量选择流量计，理论上待选蒸汽流量计的量程要完全覆盖用户的使用量程。超过流量上限和低于流量下限使用都会造成蒸汽流量计计量的严重不准。比如：实际平均流量为5t/h的涡街蒸汽流量计，一般应选择口径为150mm的涡街流量计，但是当流量降低到0.3t/h或超过15t/h时，流量计就会出现严重计量失准。
4.4 蒸汽流量计上下游直管段的正确安装
对于传统的涡街流量计，其前后安装直管段要求分别为20倍管径和5倍管径（这是流量计的前面无阀门等障碍物的技术要求；有障碍物还要增加直管段，具体见厂家的说明书）。如果上下游直管段不够，就会导致管道内蒸汽流动未充分发展，在流速分布剖面发生畸变。用户可通过在蒸汽流量计前安装流动调整器或增加直管段来调整管道的流速分布，使蒸汽流量计处的流体为充分发展状态。对于一些大口径蒸汽流量计，满足上下游直管段的安装要求更为重要。
结语
在蒸汽流量的准确计量中，需要正确选用合理的测量仪器，并在测量过程中，准确分析温度、压力等方面的误差来源，要避免非测定性误差的存在，对蒸汽的干湿度进行控制与修正，且流量计要具有密度补偿的能力，能够及时对蒸汽密度进行补偿，对易产生误差的部位可以安装追踪示波仪器，这样能够及时发现问题，并采取有效的解决方法，最终保证流量质量的准确计量。
参考文献：
[1]李绪燕，张德华，李瑞芳，等.冶金企业蒸汽流量计量的几点体验[J].工业计量，2014（6）.