关于蒸汽流量测量的讨论

http://www.intl-sensor.com 时间:2010/8/27 13:51:43 点击5360次

供热行业中，蒸汽流量测不准是普遍问题，其中主要原因分析如下。

　　1．蒸汽的特点

　　蒸汽是比较特殊的介质，随着工况（如温度、压力）的变化，过热蒸汽经常会转变成为饱和蒸汽，形成汽液两相流介质。对于相流的经常变化的蒸汽，使用目前流量仪表测量气流量，肯定会存在测不准的问题。这个问题的解决方法是保持蒸汽的过热度，尽量减少蒸汽的含水量，例如加强蒸汽管道的保温措施，减少蒸汽的压力损失等，以提高测量的准确度。然而这些方法并不能彻底解决蒸汽流量测不准的问题，然而解决问题的根本办法是开发一种可测两相流动介质的流量仪表。

　　2．流量仪表的选型

　　至今为止，工业用流量仪表种类多达60余种，之所以这样，因为史上还没有一种对任何流体、任何量程、任何流动状态以及任何使用条件都使用的流量仪表，没中流量仪表都有它特定的适用性，也有其局限性。如果流量仪表选择不当，流量肯定测量不准。但流量测量是一复杂的技术，而流量仪表种类繁多，即使针对某一确定的应用，选择一合适的流量仪表也就变成一项技术性很强的工作，需要在作出最终选择之前仔细而深入地考虑和权衡许多与测量问题有关的因素。
　　在选择流量仪表时应考虑5个主要因素：被测流体特性、生产工艺情况、安装条件、维护需求以及流量仪表的特性。对蒸汽计量而言，同样要考虑以上5个因素。这里，着重讨论流量仪表的特性、安装条件、维护需求以及选用流量仪表应注意的几个问题。
　　目前，测量蒸汽流量的仪表主要有涡街流量计、差压式（孔板、均速管、弯管）流量计、分流旋翼式流量计、阿牛巴流量计,浮子式流量计等，这里主要讨论涡街流量计、孔板流量计和弯管流量计。
2.1 涡街流量计
　　涡街流量计是基于卡门涡街原理而研制成功的一种新型流量计，由于它具有其它流量计不可兼得的优点，70年代以来得到了迅速发展。据介绍，现在日本、欧美等发达国家使用涡街流量计的比例大幅度上升，已经广泛用于各个领域，将在未来流量仪表中占主导地位，是孔板流量计的理想替代产品。它具　　有以下特点：
①结构简单牢固，无可动部件，长期运行十分可靠；
②维护十分方便，安装费用低；
③传感器不直接接触介质，性能稳定，寿命长；
④输出是与流量成正比的脉冲信号，无零点漂移，精度高，并方便与计算机联网；
⑤测量范围宽，量程比可达1：10
⑥压力损失小，运行费用低，更具节能意义；
⑦在一定的雷诺数范围内，输出信号频率不受流体物理性质和组分变化影响，仪表系数仅与漩涡发生体的形状和尺寸有关，测量流体的体积流量无需补偿，调换配件后无需重新标定仪表的系数；
⑧应用范围广，气体、液体的流量均可测量；
⑨检定周期为2-4年。
　　同时涡街流量计也存在以下一定的局限性：
① 涡街流量计是一种速度式流量计，旋涡分离的稳定性受流速影响，故它对直管段有一定的要求，一般是前10D、后5D；
② 测量液体时，上限流速受压损和气蚀现象限制，一般是0.5-8m/s；
③ 测量气体是，上限流速受介质可压缩性变化的限制，下限流速受雷诺数和传感器灵敏度的限制，蒸汽是8-25m/s；
④ 应力式涡街流量计对振动较为敏感，故在振动较大的管道安装流量计时，管道要有一定的减震措施；
⑤ 应力式涡街流量计采用压电晶体作为检测传感器，故其受温度的限制，一般为-40-+300℃。
2.2 孔板流量计
　　孔板流量计应用历史悠久，有国际标准，理论精度高，应用十分普遍，但经过几十年的应用，发现孔板流量计有以下不足：
① 应用中许多因素（设计参数与工况参数不符，上游直管段不足，孔板和管道不同心，孔板A面受污，锐角磨损等）对其测量精度有非常大的影响，使其测量误差增大；
② 安装较为麻烦，维护及拆洗的工作量较大；
③ 需配差压变送器使用，增加了维护的工作量，另需敷设导压管，且在冬季需对导压管进行保温，不可以安装在室外；
④ 流量量程比为1：3，局限性大；
⑤ 若安装不正确，容易发生蒸汽泄漏；
⑥ 压力损失较大，运行费用高。
2.3 弯管流量计
① 结构简单，价格低廉。弯管传感器实际上是一个90度标准弯头，没有比它结构更简单的流量传感器了。随着[wiki]机械[/wiki]加工工业的发展和行业标准化及规范化管理的不断完善，用作弯管传感器的标准机制弯头其质量越来越好，价格也越来越低；
② 无任何附加节流件或插入件，可大大降低流体在管道内输送的动力消耗，节约能源，尤其对那些大系统、大管径、低压头的测量对象好处更加明显。