蒸汽(qì)是石油化(huà)工企業重(zhòng)要的二次(cì)能源，在企(qi)業能源計(ji)量中占有(you)重要地位(wei)。從企業效(xiào)益出發，要(yao)降低❌生産(chǎn)成本則需(xu)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(zuo)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(shēng)産過程往(wang)往又有不(bu)同負荷狀(zhuàng)态下的多(duō)種運行方(fang)式，随♍之對(duì)應的蒸汽(qì)用量就會(huì)出現大流(liu)量、正常流(liú)量及小流(liu)量等不同(tóng)流速，蒸汽(qì)的物理參(can)數如溫度(du)、壓力及密(mi)度等參數(shù)也會在不(bu)同負荷狀(zhuàng)态下發生(shēng)相應的變(biàn)化。任何類(lèi)型測量蒸(zhēng)汽的儀表(biao)要滿足不(bú)同工況下(xià)的準确測(cè)量實際上(shang)很困難。這(zhe)就要求在(zai)測量☂️方法(fǎ)和儀表🚶‍♀️選(xuan)型上根據(ju)💞測量回路(lù)的要求充(chong)分考慮各(gè)種計量儀(yí)表的優缺(que)點，選擇量(liang)程比合适(shi)的儀表并(bìng)采用适當(dāng)的補償措(cuo)施，如溫🈲壓(yā)補償、蒸汽(qi)狀态及分(fen)段線性化(huà)✂️補償等。但(dan)是随之而(ér)㊙️來就會産(chǎn)生安裝位(wei)置、直管段(duàn)及維護需(xu)求等🍓一系(xi)列的安裝(zhuang)問題。
　　爲此(ci)，圍繞當前(qian)常用的差(chà)壓式和速(sù)度式蒸汽(qi)流量計的(de)選型⛱️、安🧑🏽‍🤝‍🧑🏻裝(zhuang)注意事項(xiàng)以及安裝(zhuang)和運行中(zhōng)容易發生(shēng)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(bèi)測介質🏃‍♂️的(de)特性、生産(chǎn)工藝的變(bian)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(yú): 計量蒸汽(qi)用量，進行(háng)内🍓部或外(wai)部計費結(jié)算; 監測能(neng)源的使用(yòng)效率，如根(gen)據熱焓确(què)定添加🏃‍♂️的(de)蒸汽量; 改(gai)進工藝過(guò)程的控制(zhi)效果，比如(rú)使流量恒(héng)㊙️定在設定(ding)值或按一(yī)定的規律(lü)變化。
　　用戶(hu)應根據自(zì)身需要，再(zai)結合流量(liang)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(jie)質普遍選(xuǎn)用的是差(chà)壓流量計(jì)和渦街流(liu)量計配密(mi)度補償方(fang)式完成計(jì)😍量。
1.1 差壓式(shi)流量計
　　 差(cha)壓式流量(liàng)計 在穩流(liu)情況下，管(guǎn)道中流量(liàng)與壓差的(de)平方根成(cheng)正比。基于(yú)流體㊙️質量(liang)守恒( 連續(xu)性方程) 和(he)能量守恒(héng)( 伯努利方(fāng)程) 定律✌️，可(kě)知基本的(de)流量計算(suan)式爲:

式中(zhong) 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(jian)上下遊的(de)壓差，Pa;
qm———蒸汽(qì)質量流量(liang)，t/h;
β ———直徑比，β = 孔(kong)闆直徑 d /管(guan)道直徑D;
ε ———可(ke)膨脹性系(xi)數，蒸汽的(de) ε 小于 1;
ρ ———蒸汽(qi)密度，kg /m3。
　　差壓(ya)式流量計(ji)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(liu)量計 以簡(jian)單結實、成(cheng)本低廉及(jí)無需額外(wài)标定等優(you)勢在工🔞業(ye)⭐中獲得✍️廣(guang)泛應用。但(dan)它也有自(zì)身的缺點(dian): 受限于工(gōng)作原理，量(liàng)✨程比限制(zhì)在3∶ 1 ～ 5∶ 1; 在水錘(chui)作用下，孔(kong)闆會變形(xing)，如🔴果設計(ji)🌂或安裝🙇🏻不(bu)當甚至會(huì)堵🔴塞管道(dao); 孔闆的直(zhí)角邊緣在(zai)長期運行(háng)後會🧡磨損(sun)，特别🏃🏻是在(zai)進行蒸汽(qì)介質測量(liang)時會改變(biàn)孔闆特性(xìng)，影響測量(liàng)精度，因此(ci)必須對孔(kong)😍闆進行周(zhou)期檢查并(bìng)予以更換(huàn); 孔闆流量(liàng)計一般需(xū)要較長的(de)直管段以(yi)保證精度(dù)，表 1 給出了(le)不同直徑(jing)比 β 和不同(tóng)上遊擾流(liú)布置情況(kuang)下所建議(yi)的直管段(duàn)長度。

　　 V錐流(liu)量計 具有(you)壓損小、量(liang)程比寬、直(zhí)管段短及(ji)測量精度(du)高等優點(dian)，這♍些特點(dian)來源于特(te)殊的設計(ji)結構———錐體(ti)位于管道(dao)中心處。在(zài)計算工況(kuàng)下的實際(ji)流量時，應(ying)先計算出(chū)流體流過(guo)V形錐的有(yǒu)效面積S和(hé)等效直徑(jing)比β，再代入(ru)式(1)計算得(de)到。
雖然V錐(zhui)流量計可(kě)以在直管(guan)段不夠長(zhang)的情況下(xia)較其他節(jie)🏃流裝置有(you)較高的測(cè)量精度，但(dàn)所需的前(qián)後直管段(duan)仍要視具(jù)體情況而(er)定。有數據(jù)顯示，前置(zhi)閘閥開度(dù)大于25%時❗，各(gè)種開度下(xià)當要求較(jiao)高測量準(zhǔn)确時，流量(liàng)計前直管(guan)段長度L=10D尚(shàng)嫌不足，而(er)不是各種(zhong)情況下均(jun)爲前✨0～3D、後0～1D的(de)直管段，這(zhè)個特點需(xū)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(qi)檢修時，管(guan)道底部會(huì)存有積水(shuǐ)。恢複通汽(qi)後，在壓力(li)推動下，水(shui)的波動很(hen)容易引起(qǐ)管道振動(dòng)♌，流量較大(dà)時管道振(zhen)動劇烈甚(shèn)至會損壞(huài)節流件造(zào)成💰生産事(shi)☂️故。
1．2渦街流(liu)量計
　　流體(ti)流經設置(zhì)在管道内(nèi)的漩渦發(fā)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(qi)振蕩💰頻率(lǜ)可以反應(yīng)流量的大(dà)小。當工況(kuàng)條件合适(shì)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(gei)定的流量(liang)計，其質量(liang)流量 qm爲:

式(shì)中 A ———流量計(jì)的截面積(jī)，m2
式中 A ———流量(liàng)計的截面(miàn)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(pín)率，Hz;
k ———對于給(gěi)定的流量(liàng)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(liu)量計 有較(jiào)好的量程(chéng)比( 一般爲(wei) 30∶ 1) 、無可動部(bù)件及流阻(zu)低等優點(dian)，但💃在抗振(zhèn)、脈動流及(jí)抗幹擾等(děng)方面也有(yǒu)明顯🌈的局(ju)🈲限性🐕。爲此(ci)😘，在安裝渦(wō)🚩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(hé)強腐蝕環(huan)境。
b．上下遊(you)配管應滿(man)足安裝要(yao)求，約爲前(qián)10D和後5D。不同(tóng)的安✔️裝條(tiáo)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(dui)上遊直管(guǎn)段的要求(qiu)也相異，還(hái)需🌏參考儀(yi)表說明書(shu)。另外🥰，流量(liang)或壓力調(diao)節閥應裝(zhuang)在傳感器(qì)下✊遊5D以外(wài);測壓孔應(yīng)設在流量(liang)計下遊的(de)2D～7D處;測溫孔(kong)應設在離(lí)測壓孔♋下(xià)遊的1D～2D處。
c．基(ji)于其流體(tǐ)振蕩的工(gong)作原理，振(zhen)動會引起(qi)誤差，可以(yǐ)在傳感器(qi)上下遊2D處(chu)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(tā)漩渦的發(fa)生⭐，引起計(ji)量誤差。T形(xíng)管上遊安(an)裝閥門即(jí)可避免脈(mo)動壓的影(ying)響。
　　目前，渦(wō)街流量計(jì)的流量系(xì)數一般是(shi)在水流量(liàng)标準裝置(zhi)上标定得(de)到的。按照(zhao)渦街流量(liàng)計的工作(zuò)原理，在一(yi)定🧡的雷❌諾(nuo)數✔️範圍内(nèi)，渦街流量(liang)計的流量(liàng)系數隻與(yu)漩渦發生(shēng)體、管道形(xing)狀和幾何(he)尺寸有關(guān)。因此，渦街(jiē)流🌈量計用(yòng)水标定得(de)到的流量(liàng)系數在儀(yi)表用來測(ce)量氣體和(hé)蒸汽時💁采(cai)用也是合(he)理的。
　　用水(shuǐ)标定時流(liu)速最高也(ye)隻到 10m/s，而實(shí)際應用時(shi)氣體和蒸(zhēng)汽的流速(su)卻遠大于(yu) 10m/s，某品牌渦(wō)街流量計(ji)承諾☔ 80m/s 的流(liú)速仍能保(bao)證測☔量精(jing)度，但品質(zhi)欠佳的渦(wō)街流量計(ji)在大于40m/s流(liu)速時已💁産(chǎn)生明顯的(de)“漏脈沖”現(xiàn)象而且流(liu)速越☀️高“漏(lòu)脈沖”越嚴(yan)重，從而出(chū)現示🏃🏻值嚴(yán)重偏低的(de)情況。另外(wai)，流量計前(qián)後壓差同(tong)流🔴速之間(jiān)的關🔱系也(ye)應符合下(xia)式:

式中 D ———管(guan)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(yao)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(zhēng)汽流量，爲(wèi)保護差壓(yā)變送器的(de)高🔴低壓💃室(shì)🈲，通常設置(zhì)兩個冷凝(níng)罐，兩個冷(leng)凝罐内液(yè)位高度相(xiàng)等是壓差(chà)信号不失(shi)真傳遞的(de)關鍵。如果(guo)發現一個(gè)冷凝罐是(shi)冷的，罐的(de)上部必定(dìng)不是蒸汽(qi)，造成這種(zhong)情況的原(yuán)因有多種(zhong)，如:導壓管(guǎn)堵、根部閥(fá)堵、溢流口(kou)高度比取(qǔ)壓口低、在(zai)取壓口和(he)冷凝罐之(zhī)間存在液(yè)封等。不管(guǎn)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(song)出😄的壓差(cha)信号不相(xiàng)等，進而引(yǐn)起流量✨測(cè)量誤差。如(rú)圖1所👄示，改(gai)造前到正(zheng)壓冷凝罐(guàn)的引壓管(guǎn)由于安裝(zhuāng)坡度不合(hé)理♊形成🏃🏻U形(xíng)水封，這段(duan)管内⭐的冷(leng)凝水不能(neng)靠重力流(liú)回母管，從(cong)而造成流(liú)✊量示值偏(piān)低。配🌈置和(he)安裝合理(li)的壓差裝(zhuang)置🈲後，蒸汽(qi)從母管經(jīng)導🌈壓管流(liú)♊入冷凝罐(guàn)，放出熱量(liang)後變成凝(níng)結水，罐中(zhōng)液位高于(yú)🚶‍♀️溢流口後(hou)自動返回(huí)母管，從而(er)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(an)裝
　　渦街流(liu)量計經常(cháng)與調節閥(fa)安裝在同(tóng)一根管道(dao)上以控制(zhì)流量或壓(yā)力。如圖2所(suo)示，來自鍋(guo)爐的蒸汽(qi)總🌐管經壓(ya)力控制回(huí)路🔞調節後(hou)進入蒸汽(qi)分氣缸并(bìng)根據用戶(hù)負荷測量(liang)總蒸汽用(yòng)量✏️，分氣缸(gāng)分配到各(gè)用汽設備(bèi)或裝置，同(tong)樣安裝有(yǒu)壓力或流(liú)量㊙️調節控(kong)制回路。

　　儀表(biǎo)控制過程(cheng)中，會受到(dào)儀表元件(jian)疲勞及裝(zhuang)置運行狀(zhuàng)😍态突變等(deng)多種因素(sù)的影響，導(dao)緻調節閥(fá)運行時發(fa)生振蕩。這(zhè)就很可能(néng)會造成分(fen)表之和與(yǔ)總表示值(zhi)的異常偏(pian)差。用戶🌏應(yīng)分析振蕩(dang)産🙇‍♀️生的原(yuán)因，糾正其(qi)産生🍉的條(tiao)件并🌈時常(chang)關注調節(jie)系統的運(yùn)行狀況［2］。
3 維(wéi)護管理
　　測(ce)量蒸汽的(de)儀表都有(you)其局限性(xìng)，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(qi)或過熱🌈蒸(zhēng)汽介質。但(dàn)蒸汽狀态(tài)在不同的(de)條件下會(hui)發生變化(huà)，過熱蒸汽(qi)可能變爲(wèi)📞飽和蒸汽(qi)，飽和蒸汽(qì)又可能💚因(yin)爲經過長(zhang)距離輸💔送(sòng)、保溫欠♌佳(jia)及疏水🔞措(cuò)施不到位(wei)等多種原(yuan)因夾帶冷(lěng)凝🌂水，類似(si)這樣的狀(zhuang)況下，流量(liang)計是不能(neng)做出正确(què)測量的🤩。解(jie)決這種問(wen)題💁通常可(kě)從 4 個方面(mian)考慮⛱️: 蒸汽(qì)流🈲量儀表(biao)不要安裝(zhuang)在整套管(guan)路的低處(chu)，以保障被(bèi)測介質的(de)品質; 完善(shan)主副蒸汽(qì)管道的保(bǎo)溫措施，減(jian)少管道💁冷(leng)凝水的産(chan)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(bao)養; 根據蒸(zheng)汽系統設(shè)計規範設(shè)置疏水🛀🏻閥(fá)安裝位置(zhì)，一般情況(kuang)下❓，每 30 ～ 50m安裝(zhuang)一組疏水(shuǐ)閥是比較(jiao)規範的布(bù)置，同時加(jiā)強疏水閥(fá)的管理和(hé)保養。
　　另外(wài)，涉及貿易(yì)結算或需(xu)要計費的(de)應用場合(hé)，則要做㊙️好(hǎo)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(yào)防止意外(wài)斷電導緻(zhi)儀表不計(jì)量的☁️情況(kuang)發生，必要(yào)時流量積(jī)算儀♊的趨(qū)勢數據、記(ji)錄和電源(yuan)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(liang)計的分析(xi)來看，蒸汽(qì)質量㊙️流📞量(liang)用差壓流(liu)量計和渦(wō)街流量計(jì)測量都能(neng)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(qi)的正确計(ji)量，用戶應(ying)注意選擇(zé)量程比比(bǐ)🚶‍♀️較大的流(liú)量計以避(bì)免在下限(xian)工作時讀(dú)數偏低甚(shèn)至🙇🏻爲零的(de)情況; 流量(liang)計規範的(de)安裝非常(cháng)關鍵，微小(xiǎo)的細節就(jiu)可🈲以避免(mian)投運後出(chū)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(tǒng)，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(dài)來💋的附加(jia)誤差。

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