蒸汽(qi)是石油化(hua)工企業重(zhong)要的二次(ci)能源，在企(qi)業能源🌈計(ji)量中占有(you)重要地位(wei)。從企業效(xiao)益出發，要(yao)降低生産(chan)成本則需(xu)降低蒸汽(qi)🚶的消耗量(liang)，蒸汽計量(liang)由此成爲(wei)企業計量(liang)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(ke)是工藝生(sheng)産過程往(wang)往又有不(bu)同負荷狀(zhuang)态下的多(duo)種運行方(fang)式，随之對(dui)應的蒸汽(qi)🥵用量就會(hui)出現大流(liu)量、正常流(liu)量及小流(liu)量等不同(tong)流速，蒸汽(qi)的物理參(can)數如溫度(du)、壓力及密(mi)度等參數(shu)也會在不(bu)同負荷狀(zhuang)态下發生(sheng)相應的變(bian)化。任何類(lei)型測量蒸(zheng)汽的儀表(biao)要滿足不(bu)同工況下(xia)的準确測(ce)量實際上(shang)很困難。這(zhe)就要求在(zai)測量💚方法(fa)和儀表選(xuan)型上根據(ju)測量回路(lu)的要求充(chong)分考慮各(ge)種計量儀(yi)表的優缺(que)點，選擇量(liang)程比合适(shi)的儀表并(bing)采用适當(dang)的補償措(cuo)施，如溫壓(ya)補償、蒸汽(qi)狀态及分(fen)段線性化(hua)補償等。但(dan)是随之而(er)💰來就會産(chan)生安裝位(wei)置、直管段(duan)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(cha)壓式和速(su)度式蒸汽(qi)流量計的(de)選型👣、安裝(zhuang)注意事項(xiang)以及安裝(zhuang)和運行中(zhong)容易發生(sheng)的問題展(zhan)開讨論，重(zhong)點考慮蒸(zheng)汽流量儀(yi)表選型時(shi)儀表和被(bei)💋測介質的(de)特性、生産(chan)工藝的變(bian)化、儀表的(de)安裝條件(jian)及管理維(wei)護等⁉️因素(su)的影♈響。
1 蒸(zheng)汽流量計(ji) 的類型
①企(qi)業使用蒸(zheng)汽流量計(ji)一般用于(yu): 計量蒸汽(qi)用量，進行(hang)内部或外(wai)部計費結(jie)算; 監測能(neng)源的使用(yong)效率，如根(gen)據熱焓确(que)定添加的(de)蒸汽量; 改(gai)進工藝過(guo)程的控制(zhi)效果，比如(ru)使流量恒(heng)定在設定(ding)值或按一(yi)定的規🔴律(lü)變化。
　　用戶(hu)應根據自(zi)身需要，再(zai)結合流量(liang)計的相關(guan)特性⛹🏻‍♀️選擇(ze)合🆚适🔞的蒸(zheng)汽流量儀(yi)表。目前，測(ce)量蒸汽介(jie)質普遍選(xuan)用的是差(cha)壓流量計(ji)❓和渦街流(liu)量計配密(mi)度補償方(fang)式完成計(ji)量。
1.1 差壓式(shi)流量計
　　 差(cha)壓式流量(liang)計 在穩流(liu)情況下，管(guan)道中流量(liang)與壓差的(de)平方根成(cheng)正🔆比。基于(yu)流體質量(liang)守恒( 連續(xu)性方程) 和(he)能量守恒(heng)( 伯努利方(fang)程) 定律🈚，可(ke)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(liang)) ;
d ———節流件孔(kong)徑，m;
Δp ———節流件(jian)上下遊的(de)壓差，Pa;
qm———蒸汽(qi)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(liang)計兩🤞種型(xing)式。
　　 孔闆流(liu)量計 以簡(jian)單結實、成(cheng)本低廉及(ji)無需額外(wai)标定等優(you)勢在工業(ye)中獲得♌廣(guang)泛應用。但(dan)它也有自(zi)身的缺點(dian): 受限于工(gong)作原理，量(liang)🍓程比💘限制(zhi)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(hui)堵塞管道(dao); 孔闆的直(zhi)角邊緣在(zai)長期運行(hang)後會磨損(sun)，特别是在(zai)進行🚶‍♀️蒸汽(qi)介質測量(liang)時會改變(bian)☀️孔闆特性(xing)，影響測量(liang)精度🌈，因此(ci)必須對孔(kong)📞闆進行周(zhou)期檢🔞查并(bing)予以更換(huan)🙇🏻; 孔闆‼️流量(liang)計一般需(xu)要較長的(de)🤟直管段以(yi)保證精度(du)，表 1 給💋出💃了(le)不同直徑(jing)比 β 和不同(tong)上遊擾流(liu)布置情況(kuang)下所建議(yi)的直管段(duan)長度。

　　 V錐流(liu)量計 具有(you)壓損小、量(liang)程比寬、直(zhi)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(zai)🎯計算✍️工況(kuang)下的實際(ji)流量時，應(ying)先計算出(chu)流體流過(guo)V形錐的有(you)效面積S和(he)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(ke)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(ce)量精度，但(dan)所需的前(qian)後直管🔴段(duan)仍要視具(ju)體情況而(er)定。有數據(ju)顯示，前置(zhi)閘閥開度(du)大于25%時，各(ge)種開✉️度下(xia)當要求較(jiao)高測量準(zhun)确時，流量(liang)計前直管(guan)段🧡長度L=10D尚(shang)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(zhe)個特點需(xu)要相關技(ji)術⭐人員的(de)高度重視(shi)。
　　當測量蒸(zheng)汽介質的(de)管道停汽(qi)檢修時，管(guan)道底部會(hui)存有積水(shui)。恢複通汽(qi)後，在壓力(li)推動下，水(shui)的波動很(hen)容易引起(qi)管道振動(dong)，流量較大(da)時管道振(zhen)動劇烈甚(shen)💋至會損壞(huai)節流件造(zao)成♊生産事(shi)故。
1．2渦街流(liu)量計
　　流體(ti)流經設置(zhi)在管道内(nei)的漩渦發(fa)生體時會(hui)産生⭕流動(dong)振蕩⭕，在📞發(fa)生體的兩(liang)側交替産(chan)生規則漩(xuan)渦，測定其(qi)振蕩頻率(lü)🏃可以反應(ying)流量的大(da)小。當工況(kuang)條件合适(shi)時，漩渦頻(pin)率f和流體(ti)速度v成線(xian)性關系，且(qie)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(shi)中 A ———流量計(ji)的截面積(ji)，m2
式中 A ———流量(liang)計的截面(mian)積，m2
d ———漩渦發(fa)生體迎流(liu)面的最大(da)寬度，m;
f ———漩渦(wo)的釋放頻(pin)率，Hz;
k ———對于給(gei)定的流量(liang)計爲常數(shu);
St———斯特羅哈(ha)爾數，無量(liang)綱，當雷諾(nuo)數 Ｒe在 102～ 105時其(qi)值約爲 0． 2;
v ———發(fa)生體兩側(ce)的平均流(liu)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(jiao)好的量程(cheng)比( 一般爲(wei) 30∶ 1) 、無可動部(bu)件及流阻(zu)低等優點(dian)，但在抗振(zhen)、脈動流及(ji)抗幹擾等(deng)方面也有(you)明顯的局(ju)限性。爲此(ci)，在安🧑🏾‍🤝‍🧑🏼裝渦(wo)街流量傳(chuan)感器時應(ying)注意:
a．選擇(ze)合理的安(an)裝場所，遠(yuan)離強磁場(chang)設備，避開(kai)強振動和(he)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(qian)10D和後5D。不同(tong)的安裝條(tiao)件(如縮管(guan)、擴管、T形管(guan)、前端是否(fou)有閥門及(ji)過濾器等(deng)擾流件)，對(dui)上遊直✍️管(guan)段的要求(qiu)也相異，還(hai)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(qi)下❤️遊5D以外(wai);測壓孔應(ying)設在流量(liang)計下遊的(de)2D～7D處;測溫孔(kong)應設在離(li)測壓孔下(xia)遊的1D～2D處。
c．基(ji)于其流體(ti)振蕩的工(gong)作原理，振(zhen)動會引起(qi)誤差，可以(yi)在傳🔴感器(qi)上下遊2D處(chu)分别設置(zhi)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(ta)漩渦的發(fa)生，引起計(ji)量誤差。T形(xing)管上遊安(an)裝閥門即(ji)可避免脈(mo)動壓的影(ying)響。
　　目前，渦(wo)街流量計(ji)的流量系(xi)數一般是(shi)在水流量(liang)标🐉準☁️裝置(zhi)✨上标🈲定得(de)到的。按照(zhao)渦街流量(liang)計的工作(zuo)原理，在一(yi)定的雷諾(nuo)數範圍内(nei)，渦街流量(liang)計的流量(liang)系⛷️數隻與(yu)漩渦發💃生(sheng)體、管道形(xing)狀和幾何(he)尺寸有關(guan)。因此，渦街(jie)流量計用(yong)水标定得(de)到📧的流量(liang)系數在儀(yi)表🔴用來測(ce)量氣體和(he)蒸汽時采(cai)用也是合(he)理的。
　　用水(shui)标定時流(liu)速最高也(ye)隻到 10m/s，而實(shi)際應用時(shi)氣體♍和蒸(zheng)汽的流速(su)卻遠大于(yu) 10m/s，某品牌渦(wo)街流量計(ji)承諾 80m/s 的流(liu)速仍能保(bao)🌏證測量精(jing)度，但品質(zhi)欠佳的渦(wo)街流量計(ji)在大于40m/s流(liu)速時已産(chan)生明顯的(de)“漏脈沖”現(xian)象而且流(liu)速越高“漏(lou)脈沖💃”越嚴(yan)重，從而出(chu)現示值嚴(yan)重偏🚩低的(de)情況。另外(wai)，流量計前(qian)後壓差同(tong)流速之間(jian)的關🐅系也(ye)應符合下(xia)式:

式中 D ———管(guan)道内徑，mm;
Δp———壓(ya)力損失，kPa;
qv———體(ti)積流量，m3/ h;
v ———流(liu)速，m / s;
ρ ———流體密(mi)度，kg /m3。
2安裝要(yao)點分析
2．1差(cha)壓流量計(ji)的安裝
　　用(yong)差壓流量(liang)計測量蒸(zheng)汽流量，爲(wei)保護差壓(ya)變送器的(de)高低☁️壓室(shi)，通常設置(zhi)兩個冷凝(ning)罐，兩個冷(leng)凝罐内液(ye)位♉高度相(xiang)等是壓差(cha)信♻️号不失(shi)真傳遞的(de)關鍵。如♋果(guo)發現一個(ge)冷凝罐是(shi)冷的，罐的(de)上部必定(ding)不是蒸汽(qi)，造成這種(zhong)情況的原(yuan)因有多種(zhong)，如:導壓管(guan)堵、根部閥(fa)堵、溢流口(kou)高度比取(qu)壓口低、在(zai)取壓口和(he)冷凝罐之(zhi)間存在液(ye)封等。不管(guan)是哪種🔴原(yuan)因，都将使(shi)差壓變送(song)器接收到(dao)的壓差與(yu)節流件送(song)出❗的壓差(cha)信号不🆚相(xiang)等，進而引(yin)起流量測(ce)量誤差。如(ru)圖1所🏃🏻示，改(gai)造前到🏃🏻‍♂️正(zheng)壓冷凝✏️罐(guan)的引壓管(guan)由于安裝(zhuang)坡度不合(he)理形成U形(xing)水封，這段(duan)管内的冷(leng)凝🐆水不能(neng)靠重力流(liu)回母管，從(cong)而造成流(liu)量示值偏(pian)低。配置和(he)安裝合理(li)的壓差裝(zhuang)置💘後，蒸汽(qi)從母管經(jing)導📞壓管流(liu)入冷凝罐(guan)，放出熱🈲量(liang)後變成⛷️凝(ning)結水，罐中(zhong)液位高于(yu)溢流口後(hou)自動返回(hui)母管，從而(er)保證兩個(ge)罐中的凝(ning)結水液位(wei)相等。

2．2渦街流(liu)量計的安(an)裝
　　渦街流(liu)量計經常(chang)與調節閥(fa)安裝在同(tong)一根管道(dao)上🙇‍♀️以控制(zhi)流🙇🏻量或壓(ya)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(hui)路調節㊙️後(hou)進入蒸汽(qi)分氣缸并(bing)根據用戶(hu)負荷測量(liang)總蒸汽用(yong)量，分氣缸(gang)🆚分配到各(ge)用汽設備(bei)或裝置，同(tong)樣安裝有(you)壓力或流(liu)量調節控(kong)制回路。

　　儀表(biao)控制過程(cheng)中，會受到(dao)儀表元件(jian)疲勞及裝(zhuang)置運行狀(zhuang)态突變等(deng)多種因素(su)的影響，導(dao)緻調節閥(fa)運行時發(fa)生振蕩。這(zhe)就很可能(neng)會造成分(fen)表之和與(yu)總表示值(zhi)的異常偏(pian)差。用戶應(ying)分析振蕩(dang)産生的原(yuan)因，糾正其(qi)産生⛷️的條(tiao)件并時常(chang)關注調節(jie)系統🛀🏻的運(yun)行狀況［2］。
3 維(wei)護管理
　　測(ce)量蒸汽的(de)儀表都有(you)其局限性(xing)，流量儀表(biao)進行蒸📧汽(qi)測量❌時，都(dou)是指理論(lun)上單相的(de)飽和蒸汽(qi)或過熱蒸(zheng)汽介質。但(dan)蒸汽狀态(tai)在不同的(de)條件下會(hui)發生變化(hua)，過熱蒸汽(qi)可能變爲(wei)飽和蒸汽(qi)，飽和🈚蒸汽(qi)又可能因(yin)爲經過長(zhang)距離輸送(song)、保溫欠佳(jia)及疏水措(cuo)施不到位(wei)等多種原(yuan)因夾帶冷(leng)凝🔆水，類似(si)這樣的狀(zhuang)況下，流🔴量(liang)計是不能(neng)做出正确(que)測量的。解(jie)決這種問(wen)題通常可(ke)從 4 個方面(mian)考慮: 蒸汽(qi)流量儀表(biao)不要安裝(zhuang)在整套管(guan)路的低處(chu)，以保障被(bei)測介質的(de)品質; 完善(shan)主副蒸汽(qi)管道的⛷️保(bao)溫措施，減(jian)少管道冷(leng)凝水的産(chan)生和相🐪應(ying)的壓力損(sun)失; 創造合(he)适的安裝(zhuang)條件，便于(yu)将來儀表(biao)的維護保(bao)💯養; 根據蒸(zheng)汽系統設(she)計規範設(she)置疏水閥(fa)安裝位置(zhi)，一般情況(kuang)下，每 30 ～ 50m安裝(zhuang)一組疏水(shui)閥是比較(jiao)規範的👈布(bu)置，同時加(jia)強疏水閥(fa)的管理和(he)保養。
　　另外(wai)，涉及貿易(yi)結算或需(xu)要計費的(de)應用場合(he)，則要做好(hao)⭐趨勢記錄(lu)和定期備(bei)份以便進(jin)行數據分(fen)析，實時了(le)解用戶在(zai)👌不同🐆時段(duan)的用汽情(qing)況，同時要(yao)防止意外(wai)斷電導緻(zhi)儀表不計(ji)量的情況(kuang)發生，必要(yao)時流😍量積(ji)算儀的趨(qu)勢數據、記(ji)錄和電源(yuan)可派🌏專人(ren)管理。
4 結束(shu)語
　　通過對(dui)孔闆、V 錐和(he)渦街流量(liang)計的分析(xi)來看，蒸汽(qi)質量流量(liang)用差壓流(liu)量計和渦(wo)街流量計(ji)測量都能(neng)得📱到較準(zhun)确的結💯果(guo)，都能滿足(zu) GB 17167-2006的要求。爲(wei)保證蒸汽(qi)的正确計(ji)量，用戶應(ying)注意🈲選擇(ze)量程比比(bi)較大的流(liu)量計以避(bi)免在下限(xian)工✌️作時讀(du)數偏低甚(shen)至爲零的(de)情🈚況; 流量(liang)計規範的(de)安裝非常(chang)關鍵，微小(xiao)🤞的細節就(jiu)可🐪以避免(mian)投運後🚩出(chu)現的很多(duo)問題。另外(wai)，爲流量計(ji)配上一體(ti)化的溫壓(ya)補償系統(tong)，既可以減(jian)少安裝工(gong)作♉量并降(jiang)低安裝成(cheng)本，也避免(mian)了因此帶(dai)🥰來🌂的附加(jia)誤🔞差。

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