溫壓補償蒸汽流量計在供熱系統中技術(shù)問(wèn)題討論
點(diǎn)擊次數：1676 發(fā)布時(shí)間：2021-01-07 15:35:30
一、關(guān)于蒸汽流量計產(chǎn)品的選型
直到目前，在工業(yè)生產(chǎn)中使用的流量計儀表約有60多種，但對于任意量程，流動(dòng)狀態(tài)等條件都適用的儀表還未研制出來(lái)，每種測量?jì)x表都有它的優(yōu)勢和局限。目前的蒸汽流量計的儀表主要有溫壓補償蒸汽流量計、差壓式流量計（包括孔板、V錐、均速管、彎管）、浮子式流量計等。溫壓補償蒸汽流量計是基于卡門(mén)渦街原理而研制成功的一種流量計，現在諸多發(fā)達國家的使用比例大幅度上升，并廣泛用于各個(gè)領(lǐng)域，是孔板流量計的理想替代產(chǎn)品?？装辶髁坑嬘袊H標準，理論精度高，應用十分普遍，但也有安裝不便、需配差壓變送器使用、易發(fā)生蒸汽泄漏、由于諸多因素導致測量誤差比例大等諸多缺點(diǎn)。彎管流量計結構簡(jiǎn)單，價(jià)格低廉，隨著(zhù)機械加工業(yè)的發(fā)展和行業(yè)標準化規范化，彎管傳感器質(zhì)量越來(lái)越好，價(jià)格也低廉許多，且傳感器耐磨損，量程范圍寬，只要是可以用孔板、渦街、均速管流量計來(lái)測量的管道內流體流量都可以用彎管流量計進(jìn)行測量，適應性強。V型錐流量計的優(yōu)點(diǎn)是標準化、結構簡(jiǎn)單強度大、價(jià)格低廉、通用性強、易于被加工制造。但也有線(xiàn)性差、流出系數不穩定、重復性不高等缺陷。
二、供熱系統中蒸汽流量測量?jì)x表的問(wèn)題
2.1 蒸汽流量測量?jì)x表伴熱方式問(wèn)題
在工業(yè)生產(chǎn)中，作為熱能傳遞的介質(zhì)，蒸汽被廣泛地應用，因此保證對蒸汽的流量、壓力進(jìn)行無(wú)故障測量與控制是熱工儀表方面要完成的重要工作。一般蒸汽流量的測量工作用孔板與壓差變送器進(jìn)行。為保障測量?jì)x正常工作，在儀器的設置上：變送器安裝在距離管道垂直約4到十幾米的下方，一次閥后裝有冷凝器。其正常工作狀態(tài)是：兩個(gè)冷凝器進(jìn)口管的水平高度一樣，兩冷凝器內的氣液分界面高度一致，蒸汽可以不費力地進(jìn)入冷凝器，冷凝器中多余的水分應可以無(wú)阻的通過(guò)閥流進(jìn)蒸汽管道內部，氣泡不能在正負壓室里面，啟動(dòng)伴熱后正負壓管在相同的垂直和傾斜部位中水的溫度要保持一致。為維護以上條件，儀器在實(shí)際工作中產(chǎn)生了一些問(wèn)題：第一，伴熱蒸汽的外泄會(huì )導致能源流失，如測量信號導壓管較長(cháng)或儀表保溫箱大于正常體積，疏水器的性能不夠，都會(huì )導致伴熱回路的蒸汽損失和能源損耗。第二，導壓管較長(cháng)且垂直高度高的原因，使得管內空氣排不凈，會(huì )造成附加壓差。第三，易導致欠伴熱凍壞設備，由于蒸汽壓力不穩定、疏水器調整問(wèn)題、氣溫突變和維護不當等因素，可能發(fā)生管路凍裂，造成設備的損失。第四，過(guò)伴熱會(huì )損傷設備。第五，箱體容易腐蝕等問(wèn)題且保溫箱內空間限制，安裝與維護不便。
2.2 蒸汽流量測量誤差問(wèn)題
目前我國主要測量蒸汽流量的儀表主要有：差壓式流量計、溫壓補償蒸汽流量計、旋翼式蒸汽流量計等各式流量計。在使用過(guò)程中，有些流量計沒(méi)有實(shí)測溫差補償，有的測量裝置實(shí)際運行的流量、工作溫度、壓力設計方面提供的參數相差較大，使得測量結果不準。
三、針對供熱系統中蒸汽流量測量?jì)x表的改進(jìn)策略
3.1 蒸汽流量測量?jì)x表伴熱方式改進(jìn)對策
在蒸汽流量測量?jì)x表的改善方面，如果將變送器和冷凝器安裝在同一個(gè)保溫箱中，利用冷凝器自身的熱量可解決問(wèn)題。
在具體實(shí)施方面，解決方法可分為三步：第一，保溫箱由帶保溫層的底板、活動(dòng)隔板、箱體構成，把冷凝器、導壓管、變送器集中安裝在底板上，在夏冬季節變換時(shí)，可改變活動(dòng)隔板的位置，箱體可分成兩個(gè)部分，分別是冷凝器箱與變送器箱，為防止變送器箱的溫度上升過(guò)快，變送器箱的側壁要設置百葉窗、以便通風(fēng)散熱。冬季到來(lái)時(shí)，活動(dòng)隔板放到百葉窗側的插槽里面，將百葉窗堵起，用冷凝器的熱量對變送器進(jìn)行保溫伴熱。由于蒸汽的溫度隨不同監測點(diǎn)的變化而變化，保溫箱內的溫度問(wèn)題可采用將冷凝器包裹一部分的辦法進(jìn)行調整。第二，為防止冷凝器的熱量從導壓管傳到變送器上使得變送器的溫度升的過(guò)高，導壓管應盡量采用細管徑且使用不易腐蝕的管材（如：6mm的紫銅管）以降低熱傳導的面積。至于管徑細容易堵塞的問(wèn)題則不用考慮，因為只有干凈的蒸餾水留在管路內，只要導壓管本身無(wú)生銹、堵塞現象就不會(huì )有問(wèn)題。第三，箱體與底板用扣箱式分體結構，這樣有利于變送器的安裝和維護，又因箱體體積減小，罩住變送器和冷凝器更加方便，因此熱量損失減少的同時(shí)，也大大降低了成本。以上的安裝方式滿(mǎn)足各項技術(shù)要求，且由于質(zhì)量與性能的提升，使得維護工作較少，且從根本上解決了伴熱蒸汽外泄及由于保溫伴熱方面的因素造成的能源和設備損失的問(wèn)題，效果明顯。
3.2 測量誤差的應用對策及排除故障方法
為使測量結果更準確，工作人員首先在儀表選型上下工夫，蒸汽流量計量不正常，是量程不正確的原因。由于用氣旺季、淡季的用氣差量過(guò)于懸殊，普通蒸汽計量?jì)x表范圍難以適應，因此，工作人員在選擇計量?jì)x器時(shí)需要明確流量范圍。在選型時(shí)，管道直徑問(wèn)題也要考慮，由于在設計節流裝置的時(shí)候，一般都以公稱(chēng)名義管徑值為標準，但公稱(chēng)名義管徑值與實(shí)際管徑值還是有誤差，因此工作人員在設計前最好進(jìn)行管徑的實(shí)測，以減少計算誤差。其次，儀表長(cháng)期處在高溫、高壓環(huán)境中，表件很容易損壞、阻塞、銹蝕。如：分流旋翼式蒸汽流量計在使用過(guò)程中，石墨軸承被磨損會(huì )造成轉軸上跳；如不注意防凍，表件也會(huì )被凍壞；孔板差壓式蒸汽流量計應檢查孔板開(kāi)口的圓面是否銹蝕，有沒(méi)有附著(zhù)臟物，對孔板也要時(shí)常更換。最后，在長(cháng)時(shí)間的使用以后，蒸汽流量測量?jì)x表的管道和節流裝置會(huì )發(fā)生變化，節流件主要依靠結構形狀及尺寸保持信號的準確性，幾何形狀的變化會(huì )給測量帶來(lái)誤差，測量誤差的變化由于無(wú)法從信號中得到察覺(jué)，因此要對節流件做定期檢查。如果幾何尺寸變化不大，則可繼續使用，但也要在實(shí)測數據對設計數據進(jìn)行規范，以保證測量的準確性。
從排除故障方法上看，即使如優(yōu)勢眾多的漩渦流量計在測量時(shí)也會(huì )出現安全閥動(dòng)作，超上限流速使用、脈動(dòng)流導致的誤差。如：上海浦東某熱力公司向業(yè)內一家企業(yè)提供的蒸汽測量表，在投入運行幾年后突然增加70%，引起了用戶(hù)對計量數據的異議，并提出只能按照往常的最大值付費的解決方案。通過(guò)檢查，工作人員未發(fā)現異常，只觀(guān)察到瞬時(shí)流量大（1.6t/h）且分配器上蒸汽壓力高（0.46MPa）的現象。因此供需雙方找到中間人對儀表問(wèn)題進(jìn)行深入調查，檢查人員先對儀表的狀況進(jìn)行全面檢查，當時(shí)蒸汽質(zhì)量流量顯示數量為865kg/h，因此檢查員認為儀表正常。由于供方表示流量的顯示數值升高與壓力升高一定存在因果關(guān)系，因此檢察員將分配器上蒸汽壓力升高到0.46MPa，然后再觀(guān)察流量值是否有明顯升高的問(wèn)題。雖然壓力升高可能造成安全閥排氣管發(fā)燙，但影響不大。檢查員又查看了口徑為DN32的安全閥，整定值是0.38MPa，且排氣口徑DN50的管引入下水道，因此可知分配器壓力為0.46MPa時(shí)，安全閥就已經(jīng)打開(kāi)，在此時(shí)，從安全閥中每小時(shí)排掉700千克左右的蒸汽是非?？赡艿?。關(guān)于減壓閥的整定值是0.35MPa，時(shí)壓力卻有0.46MPa的問(wèn)題，需方表示，此減壓閥可能有卡滯現象，導致儀器失控，已通知供應商。從以上分析可得此蒸汽測量流量?jì)x器，減壓閥故障導致壓力升高，導致安全閥動(dòng)作，因此進(jìn)場(chǎng)流量相應提高，造成故障。
四、本文結語(yǔ)
綜上所述，改善溫壓補償蒸汽流量計等蒸汽流量測量?jì)x表伴熱方式和測量準確性問(wèn)題是提高蒸汽測量?jì)x表使用效能的重要方法。由分析可得，溫壓補償蒸汽流量計等蒸汽流量測量?jì)x表伴熱方式的提高和合理使用蒸汽流量測量?jì)x表可以解決了伴熱蒸汽外泄及由于保溫伴熱方面的因素造成的能源和設備損失，提高測量的準確性。因此，我們應從以上兩個(gè)方面完善供熱系統中關(guān)于蒸汽流量測量?jì)x表的技術(shù)。
直到目前，在工業(yè)生產(chǎn)中使用的流量計儀表約有60多種，但對于任意量程，流動(dòng)狀態(tài)等條件都適用的儀表還未研制出來(lái)，每種測量?jì)x表都有它的優(yōu)勢和局限。目前的蒸汽流量計的儀表主要有溫壓補償蒸汽流量計、差壓式流量計（包括孔板、V錐、均速管、彎管）、浮子式流量計等。溫壓補償蒸汽流量計是基于卡門(mén)渦街原理而研制成功的一種流量計，現在諸多發(fā)達國家的使用比例大幅度上升，并廣泛用于各個(gè)領(lǐng)域，是孔板流量計的理想替代產(chǎn)品?？装辶髁坑嬘袊H標準，理論精度高，應用十分普遍，但也有安裝不便、需配差壓變送器使用、易發(fā)生蒸汽泄漏、由于諸多因素導致測量誤差比例大等諸多缺點(diǎn)。彎管流量計結構簡(jiǎn)單，價(jià)格低廉，隨著(zhù)機械加工業(yè)的發(fā)展和行業(yè)標準化規范化，彎管傳感器質(zhì)量越來(lái)越好，價(jià)格也低廉許多，且傳感器耐磨損，量程范圍寬，只要是可以用孔板、渦街、均速管流量計來(lái)測量的管道內流體流量都可以用彎管流量計進(jìn)行測量，適應性強。V型錐流量計的優(yōu)點(diǎn)是標準化、結構簡(jiǎn)單強度大、價(jià)格低廉、通用性強、易于被加工制造。但也有線(xiàn)性差、流出系數不穩定、重復性不高等缺陷。
二、供熱系統中蒸汽流量測量?jì)x表的問(wèn)題
2.1 蒸汽流量測量?jì)x表伴熱方式問(wèn)題
在工業(yè)生產(chǎn)中，作為熱能傳遞的介質(zhì)，蒸汽被廣泛地應用，因此保證對蒸汽的流量、壓力進(jìn)行無(wú)故障測量與控制是熱工儀表方面要完成的重要工作。一般蒸汽流量的測量工作用孔板與壓差變送器進(jìn)行。為保障測量?jì)x正常工作，在儀器的設置上：變送器安裝在距離管道垂直約4到十幾米的下方，一次閥后裝有冷凝器。其正常工作狀態(tài)是：兩個(gè)冷凝器進(jìn)口管的水平高度一樣，兩冷凝器內的氣液分界面高度一致，蒸汽可以不費力地進(jìn)入冷凝器，冷凝器中多余的水分應可以無(wú)阻的通過(guò)閥流進(jìn)蒸汽管道內部，氣泡不能在正負壓室里面，啟動(dòng)伴熱后正負壓管在相同的垂直和傾斜部位中水的溫度要保持一致。為維護以上條件，儀器在實(shí)際工作中產(chǎn)生了一些問(wèn)題：第一，伴熱蒸汽的外泄會(huì )導致能源流失，如測量信號導壓管較長(cháng)或儀表保溫箱大于正常體積，疏水器的性能不夠，都會(huì )導致伴熱回路的蒸汽損失和能源損耗。第二，導壓管較長(cháng)且垂直高度高的原因，使得管內空氣排不凈，會(huì )造成附加壓差。第三，易導致欠伴熱凍壞設備，由于蒸汽壓力不穩定、疏水器調整問(wèn)題、氣溫突變和維護不當等因素，可能發(fā)生管路凍裂，造成設備的損失。第四，過(guò)伴熱會(huì )損傷設備。第五，箱體容易腐蝕等問(wèn)題且保溫箱內空間限制，安裝與維護不便。
2.2 蒸汽流量測量誤差問(wèn)題
目前我國主要測量蒸汽流量的儀表主要有：差壓式流量計、溫壓補償蒸汽流量計、旋翼式蒸汽流量計等各式流量計。在使用過(guò)程中，有些流量計沒(méi)有實(shí)測溫差補償，有的測量裝置實(shí)際運行的流量、工作溫度、壓力設計方面提供的參數相差較大，使得測量結果不準。
三、針對供熱系統中蒸汽流量測量?jì)x表的改進(jìn)策略
3.1 蒸汽流量測量?jì)x表伴熱方式改進(jìn)對策
在蒸汽流量測量?jì)x表的改善方面，如果將變送器和冷凝器安裝在同一個(gè)保溫箱中，利用冷凝器自身的熱量可解決問(wèn)題。
在具體實(shí)施方面，解決方法可分為三步：第一，保溫箱由帶保溫層的底板、活動(dòng)隔板、箱體構成，把冷凝器、導壓管、變送器集中安裝在底板上，在夏冬季節變換時(shí)，可改變活動(dòng)隔板的位置，箱體可分成兩個(gè)部分，分別是冷凝器箱與變送器箱，為防止變送器箱的溫度上升過(guò)快，變送器箱的側壁要設置百葉窗、以便通風(fēng)散熱。冬季到來(lái)時(shí)，活動(dòng)隔板放到百葉窗側的插槽里面，將百葉窗堵起，用冷凝器的熱量對變送器進(jìn)行保溫伴熱。由于蒸汽的溫度隨不同監測點(diǎn)的變化而變化，保溫箱內的溫度問(wèn)題可采用將冷凝器包裹一部分的辦法進(jìn)行調整。第二，為防止冷凝器的熱量從導壓管傳到變送器上使得變送器的溫度升的過(guò)高，導壓管應盡量采用細管徑且使用不易腐蝕的管材（如：6mm的紫銅管）以降低熱傳導的面積。至于管徑細容易堵塞的問(wèn)題則不用考慮，因為只有干凈的蒸餾水留在管路內，只要導壓管本身無(wú)生銹、堵塞現象就不會(huì )有問(wèn)題。第三，箱體與底板用扣箱式分體結構，這樣有利于變送器的安裝和維護，又因箱體體積減小，罩住變送器和冷凝器更加方便，因此熱量損失減少的同時(shí)，也大大降低了成本。以上的安裝方式滿(mǎn)足各項技術(shù)要求，且由于質(zhì)量與性能的提升，使得維護工作較少，且從根本上解決了伴熱蒸汽外泄及由于保溫伴熱方面的因素造成的能源和設備損失的問(wèn)題，效果明顯。
3.2 測量誤差的應用對策及排除故障方法
為使測量結果更準確，工作人員首先在儀表選型上下工夫，蒸汽流量計量不正常，是量程不正確的原因。由于用氣旺季、淡季的用氣差量過(guò)于懸殊，普通蒸汽計量?jì)x表范圍難以適應，因此，工作人員在選擇計量?jì)x器時(shí)需要明確流量范圍。在選型時(shí)，管道直徑問(wèn)題也要考慮，由于在設計節流裝置的時(shí)候，一般都以公稱(chēng)名義管徑值為標準，但公稱(chēng)名義管徑值與實(shí)際管徑值還是有誤差，因此工作人員在設計前最好進(jìn)行管徑的實(shí)測，以減少計算誤差。其次，儀表長(cháng)期處在高溫、高壓環(huán)境中，表件很容易損壞、阻塞、銹蝕。如：分流旋翼式蒸汽流量計在使用過(guò)程中，石墨軸承被磨損會(huì )造成轉軸上跳；如不注意防凍，表件也會(huì )被凍壞；孔板差壓式蒸汽流量計應檢查孔板開(kāi)口的圓面是否銹蝕，有沒(méi)有附著(zhù)臟物，對孔板也要時(shí)常更換。最后，在長(cháng)時(shí)間的使用以后，蒸汽流量測量?jì)x表的管道和節流裝置會(huì )發(fā)生變化，節流件主要依靠結構形狀及尺寸保持信號的準確性，幾何形狀的變化會(huì )給測量帶來(lái)誤差，測量誤差的變化由于無(wú)法從信號中得到察覺(jué)，因此要對節流件做定期檢查。如果幾何尺寸變化不大，則可繼續使用，但也要在實(shí)測數據對設計數據進(jìn)行規范，以保證測量的準確性。
從排除故障方法上看，即使如優(yōu)勢眾多的漩渦流量計在測量時(shí)也會(huì )出現安全閥動(dòng)作，超上限流速使用、脈動(dòng)流導致的誤差。如：上海浦東某熱力公司向業(yè)內一家企業(yè)提供的蒸汽測量表，在投入運行幾年后突然增加70%，引起了用戶(hù)對計量數據的異議，并提出只能按照往常的最大值付費的解決方案。通過(guò)檢查，工作人員未發(fā)現異常，只觀(guān)察到瞬時(shí)流量大（1.6t/h）且分配器上蒸汽壓力高（0.46MPa）的現象。因此供需雙方找到中間人對儀表問(wèn)題進(jìn)行深入調查，檢查人員先對儀表的狀況進(jìn)行全面檢查，當時(shí)蒸汽質(zhì)量流量顯示數量為865kg/h，因此檢查員認為儀表正常。由于供方表示流量的顯示數值升高與壓力升高一定存在因果關(guān)系，因此檢察員將分配器上蒸汽壓力升高到0.46MPa，然后再觀(guān)察流量值是否有明顯升高的問(wèn)題。雖然壓力升高可能造成安全閥排氣管發(fā)燙，但影響不大。檢查員又查看了口徑為DN32的安全閥，整定值是0.38MPa，且排氣口徑DN50的管引入下水道，因此可知分配器壓力為0.46MPa時(shí)，安全閥就已經(jīng)打開(kāi)，在此時(shí)，從安全閥中每小時(shí)排掉700千克左右的蒸汽是非?？赡艿?。關(guān)于減壓閥的整定值是0.35MPa，時(shí)壓力卻有0.46MPa的問(wèn)題，需方表示，此減壓閥可能有卡滯現象，導致儀器失控，已通知供應商。從以上分析可得此蒸汽測量流量?jì)x器，減壓閥故障導致壓力升高，導致安全閥動(dòng)作，因此進(jìn)場(chǎng)流量相應提高，造成故障。
四、本文結語(yǔ)
綜上所述，改善溫壓補償蒸汽流量計等蒸汽流量測量?jì)x表伴熱方式和測量準確性問(wèn)題是提高蒸汽測量?jì)x表使用效能的重要方法。由分析可得，溫壓補償蒸汽流量計等蒸汽流量測量?jì)x表伴熱方式的提高和合理使用蒸汽流量測量?jì)x表可以解決了伴熱蒸汽外泄及由于保溫伴熱方面的因素造成的能源和設備損失，提高測量的準確性。因此，我們應從以上兩個(gè)方面完善供熱系統中關(guān)于蒸汽流量測量?jì)x表的技術(shù)。