關(guān)于蒸汽流量測量的討論

      從分析蒸汽特性入手，詳細介紹各種流量儀表的特點和適用范圍，以及測量蒸汽流量的*方案。
      蒸汽流量計測量難度較大，其中主要原因分析如下。
    1．蒸汽的特點
     蒸汽是比較特殊的介質(zhì)，隨著工況（如溫度、壓力）的變化，過熱蒸汽經(jīng)常會轉(zhuǎn)變成為飽和蒸汽，形成汽液兩相流介質(zhì)。對于相流的經(jīng)常變化的蒸汽，使用目前流量儀表測量氣流量，肯定會存在測不準的問題。這個問題的解決方法是保持蒸汽的過熱度，盡量減少蒸汽的含水量，例如加強蒸汽管道的保溫措施，減少蒸汽的壓力損失等，以提高測量的準確度。然而這些方法并不能*解決蒸汽流量測不準的問題，然而解決問題的根本辦法是開發(fā)一種可測兩相流動介質(zhì)的流量儀表。
    2．流量儀表的選型
    　　在選擇流量儀表時應考慮5個主要因素：被測流體特性、生產(chǎn)工藝情況、安裝條件、維護需求以及流量儀表的特性。對蒸汽流量計而言，同樣要考慮以上5個因素。這里，著重討論流量儀表的特性、安裝條件、維護需求以及選用流量儀表應注意的幾個問題。
    　　目前，測量蒸汽流量的儀表主要有渦街流量計、差壓式流量計、分流旋翼式流量計、阿牛巴流量計,浮子式流量計等,蒸汽流量計,這里主要討論渦街流量計、孔板流量計和彎管流量計。
    2.1 渦街流量計
    　　渦街流量計是基于卡門渦街原理而研制成功的一種新型蒸汽流量計，70年代以來得到了迅速發(fā)展。是孔板流量計的替代產(chǎn)品之一。
    具有以下特點：
    1、結(jié)構(gòu)簡單牢固，無可動部件；
    2、維護十分方便，安裝費用低；
    3、測量范圍寬，量程比可達1：10
    4、壓力損失較小，運行費用低；
    5、應用范圍廣，氣體、液體的流量均可測量；
    但渦街流量計存在一定的局限性：
    1、蒸汽流量計是一種速度式流量計，旋渦分離的穩(wěn)定性受流速影響，故它對直管段有一定的要求，一般是*D、后5D；
    2、 測量液體時，上限流速受壓損和氣蝕現(xiàn)象限制，一般是0.5-8m/s；
    3、測量氣體是，上限流速受介質(zhì)可壓縮性變化的限制，下限流速受雷諾數(shù)和傳感器靈敏度的限制，蒸汽是8-25m/s；
    4、 應力式渦街流量計對振動較為敏感，故在振動較大的管道安裝流量計時，管道要有一定的減震措施；
    5、應力式渦街流量計采用壓電晶體作為檢測傳感器，故其受溫度的限制，一般為-40-+300℃。
    2.2 孔板流量計
    　　孔板蒸汽流量計流量計應用歷史悠久，有標準，理論精度高，應用十分普遍，但經(jīng)過幾十年的應用，發(fā)現(xiàn)孔板流量計有以下不足：
    1、 應用中許多因素（設計參數(shù)與工況參數(shù)不符，上游直管段不足，孔板和管道不同心，孔板A面受污，銳角磨損等）對其測量精度有非常大的影響，使其測量誤差較大；
    2、 安裝較為麻煩，維護及拆洗的工作量較大；
    3、 流量量程比為1：3，局限性大；
    4、 若安裝不正確，容易發(fā)生蒸汽泄漏；
    5、 壓力損失較大，運行費用高。
    2.3 彎管流量計
    1、 結(jié)構(gòu)簡單，價格低。彎管傳感器實際上是一個90度標準彎頭，沒有比它結(jié)構(gòu)更簡單的流量傳感器了。隨著機械加工工業(yè)的發(fā)展和行業(yè)標準化及規(guī)范化管理的不斷完善，用作彎管傳感器的標準機制彎頭其質(zhì)量越來越好，價格也越來越低；
    2、 無任何附加節(jié)流件或插入件,蒸汽流量計可大大降低流體在管道內(nèi)輸送的動力消耗，節(jié)約能源，尤其對那些大系統(tǒng)、大管徑、低壓頭的測量對象好處更加明顯。
    　　下面舉一個簡單的例子予以說明。為維持一臺安裝在每小時數(shù)千噸流量供熱管道的孔板流量計正常運行，一個采暖季節(jié)約需多耗電數(shù)萬度，折合人民幣數(shù)萬元。這里僅考慮孔板流量計壓力損失為幾千帕，實際運行時遠遠超過這個值。即便是這幾千帕的壓力損失，它所造成的附加運行費用也是不可忽視的。目前熱力管網(wǎng)用主管道流量范圍在不同的壓力損失時，孔板流量計引起的循環(huán)泵額外耗電量、電耗費用、折合標準煤量、購煤費用的單臺孔板流量計在一個取暖季節(jié)運行費用，其中運行天數(shù)按120天、電價按0.35元／度、標準煤價按200元/t計算，一個流量為4000m3/h的中型熱網(wǎng)，當孔板壓力損失為30千帕時，僅一臺孔板流量計就多耗9.6萬度電，運行費用為3.12萬元，對于流量為10000m3/h的大型熱網(wǎng)，額外耗電量達24萬度，運行費用7.8萬元。而彎管流量計是沒有附加阻力損失的，如果用彎管蒸汽流量計計替代孔板流量計進行計量，就可大大地減少運行費用，獲得可觀的經(jīng)濟效益；
    3、 彎管蒸汽流量計傳感器耐磨損，對微量磨損不敏感；
    4、 可采用直接焊接法進行安裝，使現(xiàn)場跑冒滴漏的麻煩得到*的解決；
    5、 適應性強，量程范圍寬，直管段要求不嚴。只要是可以用孔板、蒸汽流量計、渦街、均速管流量計來測量的管道內(nèi)流體流量都可以用彎管流量計進行測量，而且在耐高溫、耐高壓、耐沖擊、耐振動、耐潮濕、耐粉塵等方面，彎管流量計遠優(yōu)于其它流量計。