蒸汽是(shì)石油化(huà)工企業(yè)重要的(de)二次能(néng)源，在企(qi)業能源(yuan)計量中(zhong)占有重(zhong)要地位(wèi)。從企業(ye)效益出(chu)發，要降(jiàng)低生産(chan)成本則(zé)需降低(di)蒸汽㊙️的(de)消耗量(liàng)，蒸汽計(ji)量由此(cǐ)成爲企(qi)業計量(liàng)☔技術工(gong)作的重(zhong)點之一(yī)。儀表都(dōu)有一定(dìng)的測量(liàng)範圍和(he)合适的(de)量程比(bǐ)，可是工(gong)藝生産(chǎn)過✂️程往(wang)往又有(you)不同負(fu)荷狀态(tài)下的多(duo)種運行(hang)方式，随(sui)之對應(yīng)的蒸汽(qì)用量就(jiu)會出現(xian)大流量(liàng)、正常流(liu)量及小(xiǎo)流量等(deng)‼️不同流(liu)速，蒸汽(qì)的物理(lǐ)參數如(rú)溫度、壓(ya)力及密(mì)度等參(cān)數也會(huì)在不同(tóng)負荷狀(zhuang)态下發(fa)生相應(yīng)的變化(huà)。任何類(lèi)型測量(liàng)蒸汽的(de)儀表要(yào)滿足不(bú)同工況(kuàng)下的準(zhun)确測量(liang)實際上(shàng)很困難(nan)。這就要(yao)🤟求在測(cè)量方法(fǎ)和儀表(biao)選型上(shàng)根據測(cè)量回路(lù)的要求(qiú)充分考(kao)慮各種(zhong)計量儀(yí)表的優(yōu)缺點，選(xuan)擇量程(chéng)比合适(shì)的儀表(biǎo)并采用(yong)适當的(de)補償措(cuo)施，如溫(wen)壓補償(chang)、蒸汽狀(zhuang)态及分(fèn)段線性(xìng)化補償(chang)等。但是(shi)随之而(er)來就會(huì)産生安(an)🏃🏻裝位置(zhì)、直管段(duàn)及維護(hu)需求等(deng)一系列(lie)的安裝(zhuang)問題。
　　爲(wei)此，圍繞(rào)當前常(chang)用的差(cha)壓式和(he)速度式(shì)蒸汽流(liu)量計的(de)💯選型、安(an)裝注意(yi)事項以(yi)及安裝(zhuang)和運行(háng)中容易(yi)發生的(de)問題展(zhan)開讨論(lùn)，重點考(kǎo)慮蒸汽(qì)流量儀(yi)表選型(xíng)時儀表(biao)和被測(cè)介質的(de)特性、生(shēng)産工藝(yì)的變化(hua)、儀⁉️表的(de)安裝條(tiao)件及管(guǎn)💋理維護(hù)等因素(su)的影❌響(xiang)。
1 蒸汽流(liú)量計 的(de)類型
①企(qǐ)業使用(yòng)蒸汽流(liu)量計一(yī)般用于(yu): 計量蒸(zheng)汽用量(liàng)，進行㊙️内(nèi)部或外(wai)部計費(fèi)結算; 監(jian)測能源(yuan)的使用(yòng)效率，如(ru)根據熱(re)焓💁确定(dìng)添加的(de)蒸汽量(liàng); 改進工(gong)藝過程(cheng)的控制(zhì)效果，比(bi)如使流(liú)量恒定(ding)在設定(dìng)值或按(an)一定的(de)規律變(biàn)化。
　　用戶(hu)應根據(ju)自身需(xū)要，再結(jié)合流量(liang)計的相(xiang)關特性(xìng)選💃🏻擇合(he)适的蒸(zheng)汽流量(liang)儀表。目(mu)前，測量(liàng)蒸汽介(jie)質普遍(bian)選用的(de)是差壓(yā)流量計(ji)和渦街(jiē)流量計(ji)配密度(dù)補償方(fāng)式完成(chéng)計🧑🏾‍🤝‍🧑🏼量。
1.1 差(chà)壓式流(liú)量計
　　 差(cha)壓式流(liu)量計 在(zai)穩流情(qing)況下，管(guǎn)道中流(liu)量與壓(yā)差的平(ping)方根成(chéng)正比。基(jī)于流👈體(ti)質量守(shǒu)恒( 連續(xù)性方程(chéng)) 和能量(liang)守恒( 伯(bo)努利方(fang)程) 定律(lǜ)，可知✂️基(ji)本的流(liú)量計算(suan)式爲:

式(shì)中 C ———流出(chu)系數( 實(shí)際流量(liàng)/理論流(liú)量) ;
d ———節流(liu)件孔徑(jìng)，m;
Δp ———節流件(jiàn)上下遊(you)的壓差(cha)，Pa;
qm———蒸汽質(zhì)量流量(liang)，t/h;
β ———直徑比(bi)，β = 孔闆直(zhí)徑 d /管道(dào)直徑D;
ε ———可(kě)膨脹性(xing)系數，蒸(zheng)汽的 ε 小(xiao)于 1;
ρ ———蒸汽(qi)密度，kg /m3。
　　差(cha)壓式流(liú)量計中(zhōng)常用的(de)有孔闆(pǎn)流量計(ji)和新型(xíng)V 錐😘流🌈量(liang)計兩種(zhǒng)型式。
　　 孔(kǒng)闆流量(liàng)計 以簡(jian)單結實(shí)、成本低(dī)廉及無(wu)需額外(wai)标定等(děng)優勢在(zai)工業中(zhong)獲🧑🏾‍🤝‍🧑🏼得⚽廣(guǎng)泛應用(yong)。但它也(yě)有自身(shēn)的缺點(dian): 受限于(yu)工作原(yuán)理，量♌程(cheng)比💜限制(zhi)在3∶ 1 ～ 5∶ 1; 在水(shui)錘作用(yòng)下，孔闆(pǎn)會變形(xíng)，如🙇🏻果設(she)計或安(an)裝不當(dāng)甚🔞至會(hui)堵塞管(guǎn)道; 孔闆(pǎn)的直角(jiǎo)邊🌐緣在(zài)長期‼️運(yun)行後會(huì)🏃‍♂️磨損，特(tè)别是在(zai)進行㊙️蒸(zheng)汽介質(zhì)測量時(shi)會改變(bian)孔闆特(te)性，影響(xiang)測量精(jing)度，因此(ci)必須對(dui)孔闆進(jìn)行周期(qī)檢查并(bìng)予以更(geng)換; 孔闆(pǎn)🚩流量計(jì)一般需(xū)要較長(zhǎng)的直管(guan)段以保(bǎo)證精度(du)，表 1 給✔️出(chu)了不同(tóng)直徑比(bi) β 和不同(tong)上遊擾(rao)流布置(zhì)情況下(xià)所建議(yì)的直管(guan)段長度(dù)。

　　 V錐流量(liàng)計 具有(you)壓損小(xiao)、量程比(bǐ)寬、直管(guǎn)段短及(ji)測量精(jing)度高等(děng)優點，這(zhe)🥵些特點(diǎn)來源于(yu)特殊的(de)設計結(jié)構———錐體(tǐ)位于㊙️管(guan)道💃中心(xin)處。在計(jì)算工況(kuang)下的實(shí)際流量(liang)時，應先(xian)計算出(chū)流體流(liú)過V形錐(zhui)的有效(xiào)面積S和(he)等效直(zhi)徑比β，再(zai)代入式(shì)(1)計算得(dé)到。
雖然(ran)V錐流量(liàng)計可以(yǐ)在直管(guan)段不夠(gòu)長的情(qíng)況下較(jiao)其他節(jie)流裝置(zhì)有較高(gāo)的測量(liang)精度，但(dan)所需的(de)前後直(zhí)管✏️段仍(réng)💃要視具(jù)體情況(kuàng)而定。有(you)數據顯(xian)示，前置(zhì)閘❓閥開(kāi)度大于(yu)25%時，各種(zhǒng)開度下(xià)當要求(qiú)較高測(cè)量準确(què)時，流量(liàng)計前直(zhí)管段🏃‍♀️長(zhǎng)度L=10D尚嫌(xián)不足，而(er)不是各(ge)種情⁉️況(kuang)下均爲(wèi)前0～3D、後0～1D的(de)直管段(duàn)，這個特(te)點需😘要(yao)相關技(ji)術人員(yuán)的高度(dù)重視。
　　當(dāng)測量蒸(zheng)汽介質(zhi)的管道(dao)停汽檢(jian)修時，管(guan)道底部(bù)會存有(yǒu)積水。恢(hui)複通汽(qi)後，在壓(yā)力推動(dong)下，水的(de)波動很(hen)容易引(yin)起管道(dao)振動，流(liu)量較大(da)時管道(dao)振動劇(jù)烈甚⭐至(zhi)會損壞(huai)節流件(jian)造成🔞生(sheng)産事故(gu)。
1．2渦街流(liu)量計
　　流(liu)體流經(jīng)設置在(zai)管道内(nei)的漩渦(wō)發生體(tǐ)時會産(chǎn)生流動(dong)振蕩，在(zai)發生體(ti)的兩側(cè)交替産(chan)生規則(zé)漩渦，測(ce)定其振(zhèn)蕩頻率(lǜ)可以反(fǎn)應流量(liang)的大小(xiao)。當工況(kuàng)條件合(hé)适時，漩(xuan)渦頻率(lü)f和流體(ti)速度v成(cheng)線性🚶‍♀️關(guan)系，且與(yǔ)密度無(wú)關，可表(biǎo)示爲:

對(dui)于給定(ding)的流量(liàng)計，其質(zhì)量流量(liàng) qm爲:

式中(zhong) A ———流量計(ji)的截面(mian)積，m2
式中(zhōng) A ———流量計(ji)的截面(miàn)積，m2
d ———漩渦(wo)發生體(tǐ)迎流面(mian)的最大(da)寬度，m;
f ———漩(xuan)渦的釋(shi)放頻率(lǜ)，Hz;
k ———對于給(gei)定的流(liú)量計爲(wei)常數;
St———斯(sī)特羅哈(ha)爾數，無(wu)量綱，當(dāng)雷諾數(shù) Ｒe在 102～ 105時其(qi)值約爲(wei) 0． 2;
v ———發生體(tǐ)兩側的(de)平均流(liu)速，m / s;
ρ ———蒸汽(qi)密度，kg /m3。
　　與(yǔ)孔闆流(liu)量計相(xiàng)比， 渦街(jiē)流量計(jì) 有較好(hǎo)的量程(chéng)比( 一般(bān)爲 30∶ 1) 、無可(ke)動部件(jiàn)及流阻(zǔ)低等優(you)點，但在(zai)抗振、脈(mò)動流及(ji)抗幹擾(rǎo)等方面(mian)也有明(ming)顯的局(ju)限性。爲(wei)此，在安(an)裝渦街(jiē)流量傳(chuan)感器時(shí)應注意(yì)🍉:
a．選擇合(he)理的安(ān)裝場所(suǒ)，遠離強(qiáng)磁場設(she)備，避開(kai)強振動(dòng)和強腐(fǔ)🌈蝕環境(jìng)。
b．上下遊(yóu)配管應(yīng)滿足安(ān)裝要求(qiu)，約爲前(qián)10D和後5D。不(bú)同的安(ān)裝條件(jiàn)(如縮管(guan)、擴管、T形(xing)管、前端(duān)是否有(you)閥門及(ji)過濾器(qì)等擾流(liú)件)，對上(shàng)遊直👨‍❤️‍👨管(guan)段的要(yao)求也相(xiàng)異，還需(xu)參考儀(yí)表說明(míng)書。另外(wai)🈲，流量或(huo)壓力調(diao)節閥應(yīng)裝在💁傳(chuán)感器下(xià)遊5D以外(wai);測壓孔(kong)應設在(zài)流量計(jì)下遊的(de)2D～7D處☁️;測溫(wēn)孔應設(shè)在離測(cè)壓孔下(xia)遊的1D～2D處(chu)。
c．基于其(qí)流體振(zhen)蕩的工(gong)作原理(li)，振動會(hui)引起誤(wù)差，可☎️以(yi)在🔅傳感(gan)器上下(xia)遊2D處分(fen)别設置(zhì)防振座(zuò)并加防(fang)振✉️墊。
d．任(ren)何墊片(piàn)和焊渣(zha)的凸出(chū)都會導(dǎo)緻其他(tā)漩渦的(de)發📱生，引(yin)起計量(liàng)♻️誤差。T形(xíng)管上遊(yóu)安裝閥(fa)門即可(ke)避免脈(mò)動壓的(de)影響。
　　目(mù)前，渦街(jie)流量計(ji)的流量(liang)系數一(yī)般是在(zai)水流量(liàng)标🧡準裝(zhuang)置上标(biāo)定得到(dào)的。按照(zhao)渦街流(liu)量計的(de)工作原(yuán)理，在一(yi)定的雷(léi)諾數範(fàn)圍内，渦(wo)街流量(liàng)計的流(liu)量系數(shù)隻與漩(xuan)渦發生(sheng)體、管道(dào)形狀和(hé)幾何尺(chi)寸有關(guān)。因此，渦(wo)街流量(liang)計用水(shui)标定得(de)到的流(liu)量系數(shù)在儀表(biao)📐用來測(cè)量氣體(ti)和蒸汽(qi)時❓采用(yòng)也是合(hé)🧑🏽‍🤝‍🧑🏻理的。
　　用(yòng)水标定(dìng)時流速(sù)最高也(ye)隻到 10m/s，而(er)實際應(yīng)用時氣(qi)體和蒸(zhēng)汽的流(liú)速卻遠(yuǎn)大于 10m/s，某(mou)品牌渦(wō)街流量(liang)計承諾(nuo) 80m/s 的流🛀🏻速(su)仍🐇能保(bao)證測量(liang)精度，但(dan)品質欠(qian)佳的渦(wō)街流量(liàng)計在大(da)于40m/s流速(sù)時已産(chǎn)生明顯(xian)的“漏脈(mo)沖”現象(xiàng)而且流(liú)速越高(gāo)“漏脈沖(chòng)”越嚴重(zhong)，從而出(chū)現示值(zhi)嚴重偏(piān)🌐低的情(qíng)況。另外(wai)，流量計(jì)前♍後壓(ya)差同流(liú)速之間(jiān)的關系(xì)也應符(fu)合下式(shi):

式中 D ———管(guǎn)道内徑(jìng)，mm;
Δp———壓力損(sun)失，kPa;
qv———體積(jī)流量，m3/ h;
v ———流(liu)速，m / s;
ρ ———流體(tǐ)密度，kg /m3。
2安(ān)裝要點(dian)分析
2．1差(chà)壓流量(liang)計的安(an)裝
　　用差(chà)壓流量(liang)計測量(liang)蒸汽流(liú)量，爲保(bǎo)護差壓(yā)變送器(qi)的高♋低(di)壓室✂️，通(tōng)常設置(zhì)兩個冷(lěng)凝罐，兩(liang)個冷凝(níng)罐内🛀液(yè)位高度(dù)♻️相等🥵是(shì)壓差信(xin)号不失(shī)真傳遞(dì)的關鍵(jian)。如果發(fā)現一個(ge)冷凝罐(guàn)是㊙️冷的(de)，罐♊的上(shàng)部必定(dìng)不是蒸(zheng)📱汽，造成(cheng)這種情(qíng)況的原(yuán)因有多(duo)種，如:導(dao)壓管堵(du)、根部閥(fá)堵、溢流(liu)口高度(du)比取壓(ya)口低、在(zai)取壓口(kǒu)和冷凝(níng)罐♈之間(jian)存在液(yè)封等。不(bú)管是哪(na)種原因(yīn)，都将使(shǐ)差👨‍❤️‍👨壓變(biàn)送器接(jie)收到的(de)壓差與(yǔ)節流件(jiàn)送出的(de)壓差信(xìn)号不相(xiang)等，進而(ér)引起流(liu)量測量(liang)誤差。如(rú)圖1所示(shì)，改造前(qian)到正壓(yā)冷凝罐(guàn)的引壓(ya)管由于(yu)安裝坡(pō)度不合(he)理形成(chéng)U形水封(fēng)，這段管(guǎn)内的冷(lěng)凝水不(bú)能靠重(zhòng)力流回(huí)母管，從(cong)而造成(cheng)流♌量示(shi)值偏低(dī)。配置和(he)安裝合(he)理的壓(yā)差裝置(zhì)後，蒸汽(qì)從母管(guan)經導✊壓(ya)管流入(ru)冷凝罐(guàn)，放出熱(re)量後變(bian)成凝結(jié)水，罐中(zhong)液位高(gāo)于溢流(liú)口後自(zi)動返回(hui)母管，從(cóng)而保證(zhèng)兩個罐(guan)中的凝(níng)結水液(yè)位相等(děng)。

2．2渦(wō)街流量(liàng)計的安(an)裝
　　渦街(jiē)流量計(jì)經常與(yǔ)調節閥(fa)安裝在(zai)同一根(gen)管道上(shàng)以控制(zhì)🔞流量或(huo)壓力。如(ru)圖2所示(shì)，來自鍋(guo)爐的蒸(zheng)汽總管(guan)經壓力(li)🤞控制回(huí)路調節(jiē)後進入(rù)蒸汽分(fen)氣缸并(bìng)根據用(yòng)戶負荷(he)測量總(zǒng)蒸汽用(yòng)量，分氣(qi)缸分配(pei)到各用(yòng)🌐汽設備(bèi)或裝置(zhi)，同樣📞安(an)裝有壓(yā)力或流(liú)量調節(jiē)控制🎯回(hui)路。

　　儀表控(kong)制過程(cheng)中，會受(shòu)到儀表(biao)元件疲(pi)勞及裝(zhuang)置運行(háng)狀⭐态✏️突(tū)變等多(duō)種因素(su)的影響(xiǎng)，導緻調(diao)節閥運(yùn)行時發(fā)生振蕩(dang)。這就很(hěn)可能會(huì)造成分(fèn)表之和(hé)與總表(biǎo)示值的(de)🔅異常偏(piān)差。用戶(hu)應分析(xī)振蕩産(chan)生的原(yuan)因，糾正(zhèng)其産生(sheng)的條件(jiàn)并時常(cháng)關注🔱調(diao)節系統(tong)的運行(háng)狀況［2］。
3 維(wéi)護管理(lǐ)
　　測量蒸(zheng)汽的儀(yí)表都有(yǒu)其局限(xiàn)性，流量(liang)儀表進(jìn)行蒸汽(qi)測量🔴時(shi)，都是指(zhǐ)理論上(shang)單相的(de)飽和蒸(zheng)汽或過(guò)熱蒸汽(qi)介質。但(dàn)蒸汽狀(zhuàng)态在♍不(bu)同的條(tiáo)件下會(hui)發生變(bian)🐅化，過熱(re)蒸汽可(ke)能變爲(wei)飽和蒸(zheng)㊙️汽，飽和(hé)蒸汽又(yòu)可能因(yīn)爲經過(guo)長距離(lí)輸送、保(bao)溫欠佳(jiā)及疏水(shuǐ)措施不(bu)到位等(děng)多種原(yuan)因夾帶(dài)冷凝水(shui)，類似這(zhe)樣的狀(zhuang)況下，流(liú)量計是(shì)不能做(zuò)出正确(què)測量的(de)。解決這(zhe)種問題(tí)通常❄️可(ke)從 4 個方(fāng)👣面考慮(lü): 蒸汽流(liú)量儀表(biǎo)不👣要安(ān)裝在整(zheng)套管路(lù)的低處(chù)，以保障(zhàng)👅被測介(jie)質的品(pin)質; 完🍓善(shàn)主副蒸(zhēng)汽管道(dao)的保溫(wēn)措施，減(jian)少管道(dao)冷凝水(shui)的産生(sheng)和相應(yīng)的壓力(lì)損失; 創(chuàng)造合适(shi)的安裝(zhuang)條件，便(bian)❓于将來(lai)儀表的(de)維護保(bao)養; 根據(jù)蒸汽系(xì)統設計(jì)規範設(shè)置疏水(shui)閥安🔞裝(zhuāng)位置，一(yi)般情況(kuang)下，每 30 ～ 50m安(ān)🏃‍♂️裝一組(zu)疏水閥(fá)是比較(jiào)規範的(de)布置，同(tong)時加強(qiáng)疏水閥(fa)✔️的管理(li)🏒和保養(yǎng)。
　　另外，涉(she)及貿易(yì)結算或(huò)需要計(ji)費的應(ying)用場合(he)，則要做(zuo)好趨勢(shi)記錄和(hé)定期備(bèi)份以便(biàn)進行數(shù)據分析(xī)，實時了(le)解用戶(hù)在不同(tong)時段的(de)用汽情(qing)況，同時(shí)要防止(zhǐ)意外斷(duàn)電導緻(zhì)儀表不(bú)❤️計量的(de)🏒情況發(fā)⭐生，必要(yào)時流量(liàng)積算儀(yi)的趨勢(shi)數據、記(ji)錄和電(diàn)源可派(pài)專人管(guǎn)理👅。
4 結束(shu)語
　　通過(guo)對孔闆(pan)、V 錐和渦(wo)街流量(liàng)計的分(fen)析來看(kan)，蒸汽質(zhi)量流量(liang)用🧡差壓(yā)流量計(ji)和渦街(jie)流量計(ji)測量都(dōu)能得到(dao)較準确(que)的結果(guo)，都能滿(man)👉足 GB 17167-2006的要(yào)求。爲保(bǎo)證蒸汽(qì)的正确(què)計量，用(yòng)戶應注(zhu)意選擇(zé)量程比(bi)比較大(dà)的流量(liang)計以避(bi)免在下(xia)限工作(zuò)時讀數(shù)💁偏低甚(shèn)至爲零(líng)的情🥵況(kuàng); 流量計(jì)規範的(de)安裝非(fēi)☁️常關鍵(jian)，微小💯的(de)細節就(jiu)可以避(bi)免投運(yùn)後出現(xiàn)的很多(duo)問❌題。另(lìng)外，爲流(liu)量🚶‍♀️計配(pèi)🚶‍♀️上一體(ti)化的溫(wen)壓補償(cháng)系⛱️統，既(jì)可以減(jiǎn)少安裝(zhuāng)工作👣量(liang)❄️并降低(di)安裝成(chéng)本🈲，也避(bì)免了因(yīn)此帶來(lái)的附加(jiā)誤差。

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