摘要:電(diàn)站鍋爐(lu)管道流(liu)量計 是(shì)鍋爐上(shang)重要的(de)元件組(zu)合裝置(zhì)，曾經一(yī)直處于(yu)監管空(kōng)白階段(duan)♋。本文首(shǒu)先介紹(shao)了流量(liàng)計的原(yuan)理及常(chang)見結構(gòu)。鍋爐管(guan)💔道上的(de)流量計(ji)主要是(shì) 差壓式(shi)流量計(jì) ，按照結(jié)構的不(bu)同可分(fèn)爲:焊接(jie)式、法蘭(lán)式、一體(ti)式和插(cha)入式。然(ran)後介紹(shao)在檢驗(yan)過程中(zhōng)發現流(liu)量計存(cun)在的安(an)全隐患(huan)，如結構(gou)問題、焊(hàn)接材料(liao)錯用及(jí)流量計(ji)💃材質錯(cuo)用等。最(zui)後對流(liú)量計的(de)結構、材(cai)質選擇(zé)、安裝及(ji)監管和(hé)檢驗方(fang)面🌍進行(hang)探讨分(fen)析。
　　針對(dui)近幾年(nián)電站鍋(guo)爐範圍(wéi)内管道(dào)出現的(de)問題，尤(yóu)其湖💔北(bei)當陽發(fa)生的主(zhǔ)蒸汽管(guǎn)道流量(liang)計焊縫(feng)爆裂📱事(shi)故，開展(zhan)電站🥵鍋(guō)爐範圍(wéi)内管道(dao)隐患專(zhuān)項排查(cha)工作其(qí)中🤞着重(zhong)提到了(le)對于流(liú)量計的(de)相關要(yao)求及補(bu)充檢驗(yàn)檢測等(deng)。在此之(zhī)前流量(liang)計的監(jian)管在各(gè)個環🧑🏾‍🤝‍🧑🏼節(jie)基本處(chù)于空白(bai)階段，在(zai)📧515号文之(zhī)後，參與(yu)開展了(le)多家熱(re)電企業(yè)的鍋爐(lu)範圍内(nei)管道流(liu)量計的(de)檢驗工(gong)作，下面(miàn)針對鍋(guō)爐流量(liàng)計存在(zài)的一系(xi)列問題(ti)進行探(tan)讨和分(fen)析。
1電站(zhàn)鍋爐常(cháng)用流量(liang)計的原(yuán)理及結(jié)構
　　電站(zhàn)鍋爐範(fan)圍内管(guǎn)道常用(yòng)的流量(liàng)計爲差(chà)壓式流(liú)量計，其(qí)原理和(he)結構如(ru)下。
1.1差壓(yā)式流量(liang)計原理(lǐ)
　　差壓式(shi)流量計(jì)工作原(yuán)理是基(ji)于封閉(bì)管道中(zhōng)流體質(zhi)量⛱️守恒(héng)(連續性(xing)方程)和(hé)能量守(shǒu)恒(伯努(nǔ)利方程(chéng))兩個定(dìng)🔴律。根據(ju)GB/T2624.1--2006《用安裝(zhuāng)📐在圓形(xíng)截面管(guǎn)道中的(de)差壓裝(zhuang)置測量(liàng)滿管流(liú)體流量(liang)💘第1部分(fèn):一般原(yuan)理和要(yao)求》中的(de)規定:以(yi)一次裝(zhuang)置(如孔(kǒng)闆、噴嘴(zuǐ)、文丘裏(li)管)安裝(zhuāng)在充滿(man)流體的(de)管線中(zhōng)爲依據(ju)确立的(de)。裝🈲人一(yi)次裝置(zhì)後裝置(zhì)的上遊(you)側與喉(hóu)部或下(xia)👈遊側之(zhi)間産生(shēng)一個靜(jing)壓差。根(gēn)🚶‍♀️據該壓(ya)差的實(shí)測值和(hé)流🧑🏾‍🤝‍🧑🏼體流(liu)動的特(tè)性以及(ji)裝置的(de)使用環(huán)🧑🏾‍🤝‍🧑🏼境，并假(jiǎ)設該裝(zhuang)置與✊經(jīng)過校準(zhǔn)的一個(ge)裝置幾(jǐ)何相似(sì)且使用(yong)條件相(xiang)同就可(ke)以确定(ding)流量。簡(jiǎn)單而言(yan)就是根(gen)據流量(liàng)與壓差(cha)的關系(xi)，通✊過測(cè)定壓差(cha),從而計(ji)算出流(liu)量，關系(xi)式如下(xia):
 
式中:
qm一(yi)質量流(liu)量;
C一流(liu)出系數(shu);
β一直徑(jìng)比;
Ɛ一膨(peng)脹系數(shu);
d--節流孔(kong)或喉部(bu)直徑;
△p一(yī)壓差;
ρ一(yī)流體密(mi)度。
1.2流量(liang)計結構(gòu)與特點(dian)
　　按照一(yī)次裝置(zhi)的不同(tóng)，可将流(liú)量計分(fen)爲 孔闆(pan)流量計(ji) 、噴嘴流(liu)量計和(he)文丘裏(lǐ)管流量(liang)計。根據(ju)連接結(jié)構的不(bu)同可分(fen)爲法蘭(lan)式流量(liàng)計、焊接(jiē)式流量(liàng)計和一(yi)體式流(liú)量計。法(fa)蘭式流(liú)量計常(cháng)爲孔闆(pan)流量計(jì);焊接式(shì)流量計(jì)又分爲(wei)焊接孔(kong)闆和焊(han)接噴嘴(zuǐ)💰流量計(ji);一體式(shì)流量計(jì)常爲長(zhǎng)頸噴嘴(zuǐ)流量計(ji)。結構分(fen)🚶‍♀️别見圖(tu)(1)~圖(3)法蘭(lan)式流量(liàng)計常用(yong)于主給(gei)水管道(dào)和低參(can)數鍋爐(lu)🔞的主蒸(zheng)汽管道(dào)，焊接式(shì)流量計(ji)常用于(yu)高壓主(zhǔ)🧑🏾‍🤝‍🧑🏼給水和(he)主蒸汽(qi)管道，一(yī)體式流(liu)量計主(zhu)要用于(yú)高壓主(zhu)蒸☎️汽管(guan)道”。
 
　　除以(yi)上常見(jian)流量計(jì)結構外(wai)，近幾年(nian)發展起(qi)來的還(hái)有一種(zhǒng)插人式(shi)流量計(jì)，又稱均(jun)速管流(liú)量計，對(dui)在用鍋(guo)爐的檢(jiǎn)驗過程(cheng)中，此種(zhǒng)結構流(liú)量計較(jiào)爲少見(jiàn)。插人式(shì)流量計(jì)是依據(jù)皮托管(guan)測量原(yuán)理測量(liang)均速管(guan)高、低壓(yā)端💜的壓(ya)力差，從(cóng)而達到(dao)測量流(liu)量的目(mù)的，本質(zhì)上也屬(shǔ)于差壓(ya)式流量(liàng)📧計，與圓(yuan)柱繞流(liu)原理關(guan)系♍密切(qie)2，見圖4。此(cǐ)種結構(gou)相比前(qián)幾㊙️種流(liú)量計安(ān)裝簡便(biàn)、壓損小(xiao)，且無對(duì)接焊口(kou)，但也存(cún)在輸出(chū)壓差低(dī)、容易堵(du)塞、還沒(mei)有标準(zhun)化等一(yi)些不足(zú)，目前🈲正(zheng)處于發(fā)展🛀🏻過程(chéng)中。
 
2鍋爐(lu)流量計(ji)存在的(de)問題
2.1結(jié)構問題(ti)
　　對流量(liàng)計(殼體(tǐ))的結構(gòu)要求，原(yuán)則_上應(ying)由整段(duan)無縫鋼(gang)管制成(chéng)，不得存(cún)在異種(zhong)鋼焊接(jie)的環縫(féng)。特殊情(qing)況需要(yao)使用兩(liang)截管段(duan)✨用環💔縫(féng)焊接流(liú)量計(殼(ké)體)的，應(ying)經鍋爐(lu)設計文(wén)件鑒定(ding)機構書(shū)面同意(yì)。法蘭式(shì)流量計(jì)和焊接(jie)式流量(liàng)計均有(yǒu)兩截管(guǎn)段制成(chéng)，對于焊(hàn)接🏒式流(liu)量計在(zài)📐制造環(huán)節多♉出(chu)一道焊(han)口，在515号(hao)文之前(qian)🧑🏽‍🤝‍🧑🏻，既未進(jin)行過監(jian)督檢驗(yàn)，也無鍋(guō)爐設計(jì)文件鑒(jiàn)定機構(gou)出具的(de)書面同(tong)意資料(liào)，而且有(you)文🈲獻表(biao)面4焊接(jiē)式流量(liàng)計殼體(tǐ)與孔闆(pan)👨‍❤️‍👨焊接的(de)根部位(wèi)置存在(zai)較大的(de)⭐應力，因(yīn)此焊接(jiē)式流量(liàng)計此種(zhong)結構存(cun)在一定(dìng)的安全(quán)隐患。
2.2流(liu)量計焊(han)材錯用(yòng)
　　流量計(ji)的安裝(zhuāng)一般在(zai)鍋爐沖(chong)管結束(shù)後進行(hang)，而鍋爐(lú)👌及四🌈大(dà)☎️管道的(de)檢驗檢(jiǎn)測都已(yi)在吹管(guan)前結束(shù)，因此對(duì)在用流(liú)量🙇‍♀️計的(de)補充檢(jian)驗檢測(cè)應包含(hán)流量計(ji)與主蒸(zheng)汽管道(dào)🏃‍♀️的安裝(zhuāng)焊口。515号(hào)📱文要求(qiu)對在用(yòng)電站鍋(guō)爐流量(liàng)計合金(jīn)鋼材質(zhì)對接接(jie)頭進行(háng)🏃‍♂️100%化學成(cheng)分❓光譜(pu)分析和(he)硬度檢(jiǎn)測。在一(yi)次主蒸(zhēng)汽管道(dào)檢驗工(gōng)㊙️作中，發(fa)現流量(liang)計與主(zhu)蒸汽管(guǎn)道連接(jie)的兩個(ge)✔️環焊縫(feng)現場光(guang)譜分析(xi)顯示含(hán)Cr約20%，含Ni約(yuē)10%，屬于奧(ao)氏體焊(hàn)材。管材(cái)和流量(liang)計材質(zhì)💋均爲12Cr1MoVG，管(guan)材規格(gé)爲φ219x7mm;工作(zuò)溫度450℃，工(gong)作壓力(lì)3.82MPa。
　　奧氏體(tǐ)不鏽鋼(gang)的線膨(peng)脹系數(shu)比12Cr1MoVG高30%~50%，在(zai)高溫條(tiáo)件下存(cun)在顯🤞著(zhe)的熱應(ying)力;奧氏(shi)體鋼的(de)彈性模(mó)量較12Cr1MoVG小(xiǎo)5%左🏃🏻‍♂️右、屈(qu)服應🙇‍♀️力(lì)低20%~30%，易于(yú)産生彈(dan)塑性變(bian)形，增加(jiā)奧氏體(tǐ)區城的(de)應變。采(cǎi)用數值(zhi)模拟的(de)方法模(mo)拟流量(liàng)計與👅主(zhu)蒸汽管(guǎn)道連接(jiē)處焊接(jiē)接頭的(de)應力水(shui)平，如圖(tu)5顯⭕示450C時(shí)焊接接(jie)頭的熱(re)應力(MISES等(děng)效應力(li)，單位Pa)。可(kě)見焊縫(feng)♌及其近(jìn)鄰區⚽域(yù)普遍存(cún)在較大(da)的熱應(yīng)力,且焊(han)🐅縫金屬(shǔ)的全部(bu)以及母(mǔ)材.上沿(yán)坡口寬(kuan)約2mm的帶(dài)狀區城(chéng)均💁産生(sheng)了屈服(fu)。又考慮(lǜ)到焊縫(feng)金屬和(hé)母材的(de)化學成(chéng)分差異(yì)較大，在(zài)高溫條(tiáo)件下碳(tan)的遷移(yi)會形成(cheng)擴散遷(qiān)移層(脆(cuì)化層和(hé)軟化層(céng))I5],增加焊(hàn)接接頭(tou)開裂的(de)風險。基(ji)于此，對(dui)🎯此流量(liàng)計提出(chu)了更換(huan)或修理(li)的建議(yì)。
 
2.3流量計(jì)材質與(yǔ)主蒸汽(qi)管道材(cai)質不同(tong)
　　在檢驗(yàn)的過程(chéng)中經常(chang)遇到流(liú)量計材(cai)質與主(zhu)蒸汽管(guǎn)🧡道材質(zhì)⭕不同的(de)情況，主(zhu)要分爲(wei)以下三(sān)種:1)流量(liàng)計爲碳(tàn)鋼(20G),主蒸(zhēng)汽管道(dao)爲低合(he)金鋼，如(ru)15CrMoG/12Cr1MoVG;2)流量計(ji)爲低合(hé)金鋼，主(zhǔ)蒸汽管(guan)道爲碳(tan)鋼;3)流量(liang)計與主(zhu)🐪蒸汽管(guǎn)道均☀️爲(wèi)低合金(jīn)鋼，但材(cái)質不同(tong)，如流量(liàng)計爲15CrMoG，主(zhu)蒸汽管(guǎn)道⭕爲12Cr1MoVG，或(huò)反之。
　　流(liú)量計殼(ke)體不允(yun)許存在(zai)異種鋼(gang)焊接環(huan)縫，但是(shi)對于流(liú)量計與(yu)主蒸汽(qì)管道連(lian)接焊縫(feng)未做具(jù)體要求(qiú)。基于在(zài)檢驗中(zhōng)發現的(de)問題，流(liú)量計與(yǔ)主蒸汽(qi)管道連(lián)接焊縫(feng)往往更(geng)容易出(chū)現問題(tí)，因此應(ying)該做同(tong)等要求(qiú)。針對前(qián)面說的(de)❓第一-種(zhǒng)情況，20G在(zai)管道.上(shang)允許使(shǐ)用溫度(du)≤430℃，低合⛷️金(jin)鋼主蒸(zheng)汽管道(dao)的使用(yong)😘溫度一(yī)般都❓超(chāo)過450℃，流量(liang)計材質(zhi)存在超(chao)溫運行(hang)的危險(xiǎn)，因此這(zhè)種情況(kuàng)，流量計(jì)應予以(yǐ)更換。針(zhen)對第二(èr)種情況(kuang)，主蒸汽(qi)管道爲(wèi)碳鋼，流(liu)量計🍉爲(wèi)低合金(jin)鋼，流量(liang)計不存(cun)在超溫(wēn)運行的(de)風險，雖(sui)同爲異(yi)種鋼焊(hàn)接，但是(shì)碳鋼和(he)低合金(jīn)鋼彈性(xing)模量✍️相(xiàng)差不大(dà)，線膨脹(zhàng)系數基(ji)本相同(tóng)✔️，由此帶(dài)來的熱(rè)應力不(bu)大，建議(yi)加強監(jian)控。對于(yú)第三種(zhǒng)情☂️況，同(tong)屬低合(hé)金鋼，不(bu)屬于異(yì)種鋼焊(hàn)接接頭(tóu)，因此.是(shi)符合🐕要(yào)求的。
3分(fèn)析與探(tàn)讨
3.1流量(liàng)計結構(gòu)選擇
　　流(liú)量計在(zai)制造、選(xuǎn)型和安(ān)裝過程(cheng)沒有相(xiàng)應的監(jiān)督和約(yue)束，因🐅此(ci)導緻出(chu)現了一(yi)系列問(wen)題。鍋爐(lú)範圍内(nei)管道，主(zhu)給水和(he)🔅主蒸汽(qi)管道上(shàng)一般都(dou)裝有流(liú)量計🈲，對(duì)于母管(guan)制運❄️行(háng)的鍋爐(lu)，鍋爐至(zhì)母管、母(mǔ)管至汽(qì)機管道(dao)上分别(bié)裝有流(liu)量計。流(liú)量計安(ān)裝的♌位(wei)置不同(tóng)，工作環(huán)境也☂️有(you)差别。對(dui)于主給(gei)水管道(dao)🎯，雖工作(zuò)壓力高(gao)，但是工(gōng)作溫🏃‍♀️度(du)低，一般(bān)的流量(liàng)計均可(kě)滿足要(yào)求。而對(dui)于主蒸(zheng)汽管道(dao)，由前文(wén)的讨論(lun)可知，在(zai)結構上(shang)，一體式(shì)流量計(jì)和插人(ren)式流量(liang)計均滿(man)足515号文(wén)流量計(ji)殼體整(zhěng)段無縫(feng)鋼管制(zhì)成的☀️要(yao)求，法蘭(lán)式和🌍焊(han)接式均(jun)爲兩段(duan)式。在檢(jiǎn)驗的🚩過(guò)程中應(yīng)對存♊在(zài)結構不(bu)合理的(de)流量計(jì)應當立(li)即更⭐換(huan)滿足通(tōng)知規定(ding)的，但是(shi)對于不(bu)合理結(jie)構未給(gěi)予明✔️确(què)說明。從(cóng)安裝角(jiǎo)度來說(shuō)，插人🌈式(shi)流量計(jì)不存在(zài)安裝♌環(huán)焊💃縫🔞，更(geng)易于保(bǎo)證流量(liàng)計的安(ān)全運行(háng)。
3.2流量計(jì)材質選(xuǎn)擇與安(ān)裝
　　從前(qian)文所述(shu)的在檢(jian)驗中所(suǒ)遇到的(de)問題可(ke)知,流量(liang)計在💁主(zhǔ)蒸汽管(guan)道的安(ān)裝過程(cheng)中，會出(chu)現焊接(jie)材料錯(cuo)用和流(liu)量計與(yǔ)管道連(lián)接存在(zai)異種鋼(gang)焊接接(jie)頭情況(kuàng)。這都是(shi)由✂️于流(liú)量🔴計曾(ceng)經疏于(yú)監管，使(shǐ)用單位(wei)或者安(an)裝單位(wèi)自行安(an)裝或者(zhe)更換所(suǒ)導緻。因(yīn)此在流(liú)量計的(de)選擇方(fāng)面，要選(xuǎn)擇材質(zhi)與主蒸(zheng)汽管道(dào)材質相(xiang)同的流(liú)🙇🏻量計，避(bi)免出現(xian)異💚種鋼(gang)焊接接(jiē)頭❄️。且在(zai)流量計(ji)安裝後(hòu)，應對安(an)裝焊口(kou)進行相(xiàng)應檢驗(yan)檢測，如(ru)✨射線檢(jiǎn)測、光譜(pu)複檢等(děng)，以防止(zhi)焊接接(jiē)頭出現(xian)焊♍材錯(cuò)用、未焊(hàn)透.夾渣(zhā)等質量(liang)問題。
3.3流(liú)量計的(de)監管與(yu)檢驗
　　新(xin)發布的(de)TSG07--2019《特種設(shè)備生産(chan)和充裝(zhuang)單位許(xu)可規則(ze)》将流量(liàng)計(殼體(ti))正式納(na)人行政(zhèng)許可，明(míng)确了流(liú)量計(殼(ke)體)的行(hang)政許可(ke)歸類一(yī)壓☁️力管(guan)道元件(jian)。但是流(liú)量計(殼(ke)體)的🔱制(zhi)造尚無(wú)相應的(de)國家标(biāo)準或者(zhě)行業标(biāo)準，在鍋(guo)爐範圍(wéi)内使用(yòng)🎯的流量(liàng)計應滿(man)足鍋❌爐(lú)标準對(dui)材料、設(she)計、制造(zào)和強度(dù)的要求(qiu)。
　　在安裝(zhuāng)環節,新(xin)裝的流(liú)量計除(chu)要經過(guo)制造監(jian)檢外，在(zai)安裝⛹🏻‍♀️監(jiān)檢的過(guo)程中，也(yě)應涵蓋(gai)對安裝(zhuāng)焊口的(de)抽查,以(yi)确保流(liú)量計的(de)安裝質(zhi)量。對于(yu)已經在(zai)用的流(liu)量計,除(chú)對流量(liang)🔆計制造(zao)焊接接(jiē)頭進行(háng)補充檢(jiǎn)驗檢測(ce)外，對流(liú)量計與(yǔ)主蒸汽(qi)管道管(guan)道連接(jie)焊縫也(ye)應🔆做同(tóng)等要求(qiú)。同時針(zhen)對不同(tóng)結構的(de)流量計(jì)也應采(cǎi)取不同(tong)的檢測(cè)手段,如(ru)焊接式(shi)流量計(jì)中間焊(hàn)縫的檢(jiǎn)測，由于(yú)傳統超(chāo)聲檢測(ce)的局限(xian)性”，可采(cai)用如TOFD.相(xiang)控陣等(deng)多檢測(cè)手段相(xiang)結合的(de)方式。
4結(jie)束語
　　流(liu)量計是(shì)鍋爐上(shàng)不可或(huo)缺的元(yuan)件組合(hé)裝置，流(liú)量♋計形(xing)㊙️式多㊙️樣(yàng)、結構各(ge)有不同(tong)，流量計(jì)從制造(zào)、安裝和(hé)使用環(huán)節尚未(wèi)🥵形成系(xi)統的監(jian)管。在以(yǐ)後的工(gong)作中，對(dui)流量計(ji)應給予(yǔ)足夠的(de)重視，保(bǎo)證鍋爐(lú)的安全(quán)穩定運(yun)行。

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