蒸汽是(shì)石油化(hua)工企業(yè)重要的(de)二次能(néng)源，在企(qi)業能源(yuán)計🌈量中(zhong)🌏占有重(zhong)要地位(wèi)。從企業(ye)效益出(chū)發，要降(jiàng)低生産(chan)成本📱則(zé)需🔞降低(dī)蒸汽的(de)消耗量(liang)，蒸汽計(ji)量由此(ci)成爲企(qǐ)業計量(liàng)技術工(gōng)作的重(zhòng)點之一(yi)🏃🏻。儀表都(dou)有一定(ding)的測量(liang)範圍和(he)合适的(de)量程比(bǐ)，可是工(gōng)藝生産(chan)過👣程往(wang)往又有(yǒu)✨不同負(fu)荷狀态(tai)下的多(duo)種運行(háng)方式，随(sui)🌏之對應(yīng)的蒸汽(qì)🍉用量就(jiù)會出現(xiàn)大流量(liàng)、正常流(liu)量及小(xiǎo)流量等(děng)不同流(liu)速，蒸汽(qì)的物理(li)參數如(ru)溫度、壓(yā)力🔅及⚽密(mì)度等參(can)數也會(hui)在不同(tong)負荷狀(zhuàng)态下發(fā)生相應(yīng)的變化(hua)。任何類(lei)型測量(liàng)蒸汽的(de)儀表要(yao)滿足不(bu)同工況(kuang)下的準(zhun)确測量(liàng)實際上(shang)很困難(nán)。這就要(yào)求在測(cè)量㊙️方法(fǎ)和儀表(biǎo)選型上(shang)根據測(ce)量回路(lu)的要求(qiu)充分考(kǎo)慮各🧑🏾‍🤝‍🧑🏼種(zhǒng)計量儀(yi)表的優(yōu)缺點，選(xuǎn)擇量程(chéng)比合适(shì)的儀🚶‍♀️表(biao)并采用(yòng)适當的(de)補償措(cuò)施，如溫(wen)壓補償(cháng)🤟、蒸汽狀(zhuang)态及分(fen)段線性(xing)化補償(chang)🏃🏻等。但是(shì)随之而(er)❓來就會(hui)産生🧡安(an)♌裝位置(zhi)、直管段(duan)及維護(hu)需求等(děng)🏒一系列(lie)☎️的安裝(zhuāng)問題。
　　爲(wèi)此，圍繞(rao)當前常(chang)用的差(cha)壓式和(he)速度式(shi)蒸汽流(liú)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(xing)時儀💃🏻表(biǎo)和被測(ce)介質的(de)特性、生(shēng)産工藝(yì)的變化(huà)、儀表的(de)安裝條(tiáo)件及管(guǎn)理維護(hù)等🌏因素(sù)的影響(xiang)。
1 蒸汽流(liú)量計 的(de)類型
①企(qǐ)業使用(yong)蒸汽流(liú)量計一(yī)般用于(yu): 計量蒸(zhēng)汽用量(liàng)，進行内(nei)✂️部或外(wài)🏃部計費(fèi)結算; 監(jiān)測能源(yuan)的使用(yong)效率，如(rú)🈲根據熱(re)焓确定(ding)添加的(de)蒸汽量(liang); 改進工(gong)藝過程(chéng)的控制(zhi)效果，比(bǐ)如使流(liú)量恒⭐定(dìng)在設☔定(ding)值或按(an)一定的(de)規律變(bian)化。
　　用戶(hu)應根據(ju)自身需(xū)要，再結(jie)合流量(liang)計的相(xiàng)關特性(xing)選擇合(hé)适的🐅蒸(zheng)汽流量(liàng)儀表。目(mu)前，測量(liang)蒸汽介(jiè)質普遍(bian)選用的(de)是差壓(ya)流量計(ji)和渦街(jiē)流量計(ji)配密度(du)補㊙️償方(fāng)式🌍完成(chéng)計量。
1.1 差(cha)壓式流(liú)量計
　　 差(cha)壓式流(liu)量計 在(zai)穩流情(qíng)況下，管(guan)道中流(liu)量與壓(ya)差的平(píng)方根成(chéng)正🛀🏻比。基(ji)于流體(ti)質量守(shou)恒( 連續(xù)性方程(cheng)) 和能量(liang)守恒( 伯(bó)努利方(fāng)程) 定律(lǜ)，可知基(ji)本的流(liu)量計算(suan)式爲:

式(shi)中 C ———流出(chū)系數( 實(shí)際流量(liàng)/理論流(liu)量) ;
d ———節流(liú)件孔徑(jìng)，m;
Δp ———節流件(jian)上下遊(yóu)的壓差(chà)，Pa;
qm———蒸汽質(zhi)量流量(liàng)，t/h;
β ———直徑比(bǐ)，β = 孔闆直(zhi)徑 d /管道(dào)直徑D;
ε ———可(ke)膨脹性(xing)系數，蒸(zheng)汽的 ε 小(xiao)于 1;
ρ ———蒸汽(qì)密度，kg /m3。
　　差(cha)壓式流(liu)量計中(zhōng)常用的(de)有孔闆(pan)流量計(ji)和新型(xing)V 錐流量(liang)計兩種(zhǒng)型式。
　　 孔(kong)闆流量(liang)計 以簡(jian)單結實(shi)、成本低(dī)廉及無(wú)需額外(wai)标定等(děng)優勢在(zài)工⭕業中(zhōng)獲👌得廣(guǎng)泛應用(yòng)。但它也(yě)有自身(shēn)的缺點(diǎn): 受限于(yú)工作原(yuan)理，量程(cheng)比限制(zhi)在3∶ 1 ～ 5∶ 1; 在水(shui)錘作用(yong)下，孔闆(pan)會變形(xíng)，如果設(shè)計或安(ān)裝不當(dāng)甚♊至會(hui)堵塞管(guan)道; 孔闆(pǎn)的直角(jiǎo)邊緣在(zai)長期運(yùn)行後會(hui)磨損，特(te)别是在(zài)進行💛蒸(zheng)汽介質(zhì)測量時(shí)會改變(biàn)孔闆特(te)性，影☁️響(xiang)測量精(jing)度🔴，因此(ci)必須對(duì)孔闆進(jìn)行周期(qi)檢查并(bìng)予以更(gèng)換; 孔闆(pǎn)流量計(ji)一般需(xu)要較長(zhǎng)的直管(guǎn)段以🈲保(bao)證精度(du)，表 1 給出(chū)了不同(tóng)直徑比(bi) β 和🌈不同(tong)上遊擾(rǎo)流布置(zhi)情況下(xià)所建議(yi)的直管(guan)段長度(du)。

　　 V錐流量(liang)計 具有(you)壓損小(xiao)、量程比(bi)寬、直管(guan)段短及(jí)測量精(jīng)度高等(děng)優點，這(zhè)些特點(diǎn)來源于(yu)特殊的(de)設計結(jie)構———錐體(tǐ)位于管(guan)道中心(xīn)處。在計(ji)算工況(kuàng)下的實(shí)際流量(liang)時，應先(xiān)計算出(chū)流體流(liú)過V形錐(zhui)的㊙️有效(xiào)面積S和(hé)等效直(zhí)徑比β，再(zai)⛷️代入式(shi)(1)計算得(dé)到。
雖然(rán)V錐流量(liàng)計可以(yi)在直管(guǎn)段不夠(gou)長的情(qing)況下較(jiao)📐其☎️他節(jie)流裝☁️置(zhì)有較高(gao)的測量(liàng)精度，但(dàn)所需的(de)前後直(zhí)管段仍(reng)要視具(ju)體情況(kuàng)而定。有(you)數據顯(xiǎn)示，前置(zhi)閘閥開(kāi)度大于(yú)25%時，各種(zhong)開度下(xià)當📐要求(qiu)較高測(ce)量準确(què)時，流量(liàng)計前直(zhi)管段✍️長(zhǎng)度L=10D尚嫌(xian)不足，而(er)不🈲是各(gè)種情況(kuang)下均爲(wei)前0～3D、後0～1D的(de)直管段(duan)，這個特(tè)點需要(yao)相關技(ji)術人員(yuan)的高度(dù)重視。
　　當(dang)測量蒸(zheng)汽介質(zhi)的管道(dao)停汽檢(jiǎn)修時，管(guǎn)道底部(bu)會存🈲有(you)積水。恢(huī)複通汽(qi)後，在壓(yā)力推動(dòng)下，水的(de)波動很(hen)容易引(yǐn)起管道(dao)振動，流(liú)量較大(dà)時管道(dao)振動劇(ju)烈甚至(zhì)會損壞(huài)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(zài)管道内(nèi)的漩渦(wo)發生體(tǐ)時會産(chan)生流🐪動(dòng)振蕩，在(zài)發生體(tǐ)的兩側(cè)交替産(chǎn)生規則(ze)漩渦，測(cè)定其振(zhèn)蕩頻率(lü)可以反(fan)應流量(liang)的大小(xiao)。當工況(kuang)條件合(he)适時，漩(xuan)渦頻率(lǜ)f和流體(ti)速度v成(cheng)線性關(guan)系，且與(yǔ)密度無(wu)關，可💛表(biǎo)示爲:

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

式中(zhong) A ———流量計(jì)的截面(miàn)積，m2
式中(zhong) A ———流量計(ji)的截面(miàn)積，m2
d ———漩渦(wo)發生體(tǐ)迎流面(miàn)的最大(da)寬度，m;
f ———漩(xuan)渦的釋(shì)放頻率(lǜ)，Hz;
k ———對于給(gěi)定的流(liú)量計爲(wei)常數;
St———斯(si)特羅哈(ha)爾數，無(wu)量綱，當(dāng)雷諾數(shu) Ｒe在 102～ 105時其(qi)值約爲(wei) 0． 2;
v ———發生體(ti)兩側的(de)平均流(liú)速，m / s;
ρ ———蒸汽(qì)密度，kg /m3。
　　與(yu)孔闆流(liu)量計相(xiang)比， 渦街(jiē)流量計(jì) 有較好(hao)的量程(chéng)比( 一般(ban)爲 30∶ 1) 、無可(kě)動部件(jian)及流阻(zu)低等優(you)點，但在(zài)抗振、脈(mò)動流及(jí)抗幹擾(rǎo)等方面(miàn)也有明(ming)顯的局(jú)💋限性。爲(wei)此，在安(an)裝渦街(jie)流量傳(chuan)感器時(shi)應注意(yi):
a．選擇合(hé)理的安(an)裝場所(suǒ)，遠離強(qiang)磁場設(she)備，避開(kāi)強振動(dong)和強🏃腐(fu)☀️蝕環境(jing)。
b．上下遊(yóu)配管應(yīng)滿足安(ān)裝要求(qiú)，約爲前(qián)10D和後5D。不(bú)同的安(an)裝條件(jiàn)(如縮管(guan)、擴管、T形(xing)管、前端(duān)是否有(you)閥門及(jí)過濾器(qì)等擾☔流(liu)件♋)，對上(shàng)遊直管(guǎn)段的要(yao)求也相(xiang)異，還需(xu)參考儀(yi)表說明(míng)♊書。另外(wài)，流量或(huò)壓力調(diào)節閥應(ying)裝在傳(chuán)感器下(xia)遊5D以外(wài);測壓孔(kǒng)應設在(zai)流量計(ji)👉下遊的(de)2D～7D處💁;測溫(wen)孔應設(shè)在離測(ce)壓孔下(xià)遊的1D～2D處(chù)。
c．基于其(qi)流體振(zhèn)蕩的工(gong)作原理(li)，振動會(huì)引起誤(wu)差，可以(yǐ)在🈲傳感(gǎn)器上下(xià)遊2D處分(fèn)别設置(zhì)防振座(zuo)并加防(fáng)振墊。
d．任(ren)何墊片(pian)和焊渣(zhā)的凸出(chu)都會導(dao)緻其他(tā)漩渦的(de)發生，引(yin)起計量(liang)🔞誤差。T形(xing)管上遊(yóu)安裝閥(fá)門即可(ke)避免脈(mò)動壓的(de)影響。
　　目(mu)前，渦街(jie)流量計(jì)的流量(liàng)系數一(yī)般是在(zai)水流量(liàng)标準裝(zhuāng)置☀️上标(biāo)定得到(dào)的。按照(zhao)渦街流(liú)量計的(de)工作原(yuan)理，在一(yī)定的雷(lei)諾數範(fàn)圍内，渦(wō)街流量(liang)計的流(liu)量系數(shù)隻與漩(xuan)渦發生(shēng)體、管🐕道(dao)形狀和(he)幾何⭕尺(chi)寸有關(guan)。因此，渦(wo)街流量(liang)計用水(shui)标定得(de)到的流(liú)量系數(shu)在儀表(biao)用來測(cè)量氣體(tǐ)和蒸汽(qi)時采用(yòng)也是合(he)理的。
　　用(yong)水标定(ding)時流速(su)最高也(ye)隻到 10m/s，而(ér)實際應(ying)用時氣(qì)體✉️和蒸(zhēng)汽的流(liu)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(dàn)品質欠(qian)佳的渦(wo)街流量(liang)計在大(da)于40m/s流速(su)時已産(chan)生明顯(xian)的“漏脈(mò)沖”現象(xiang)而且流(liú)速越🐅高(gao)“漏脈沖(chòng)”越嚴重(zhong)，從而出(chu)現示值(zhi)嚴重偏(piān)👄低的情(qíng)況。另外(wai)，流量計(ji)前後壓(yā)差同流(liu)速之間(jiān)的關系(xi)也應符(fu)合下式(shì):

式中 D ———管(guan)道内徑(jìng)，mm;
Δp———壓力損(sun)失，kPa;
qv———體積(ji)流量，m3/ h;
v ———流(liú)速，m / s;
ρ ———流體(ti)密度，kg /m3。
2安(ān)裝要點(diǎn)分析
2．1差(cha)壓流量(liang)計的安(ān)裝
　　用差(cha)壓流量(liang)計測量(liàng)蒸汽流(liu)量，爲保(bǎo)護差壓(ya)變送器(qi)的高🙇🏻低(dī)壓室，通(tōng)常設置(zhi)兩個冷(leng)凝罐，兩(liang)個冷凝(ning)罐内液(ye)位高度(dù)相等是(shi)壓差信(xìn)🔅号不失(shī)真傳遞(di)的關鍵(jian)。如果發(fā)現一個(ge)冷凝罐(guàn)是冷的(de)，罐的上(shang)部🎯必定(ding)不是蒸(zheng)汽，造成(chéng)這🈲種情(qíng)況的原(yuán)因有多(duō)種，如:導(dao)壓管堵(du)、根部✊閥(fa)堵、溢流(liú)口高度(du)比取壓(ya)🏃口低、在(zài)取壓💘口(kǒu)和冷凝(níng)罐之間(jiān)存在液(yè)封等。不(bú)管是哪(nǎ)種🐆原因(yīn)，都将使(shǐ)差壓變(biàn)送器接(jie)收到的(de)壓差與(yu)節流件(jian)送出的(de)壓差信(xìn)号不相(xiàng)等，進而(er)引起流(liu)量💃測量(liàng)誤差。如(ru)圖1所示(shì)✉️，改造前(qián)到正壓(yā)冷凝罐(guàn)的引壓(yā)管由于(yú)安👌裝坡(pō)度不合(hé)理形成(cheng)U形水封(feng)，這段管(guǎn)内的冷(leng)凝水不(bu)能靠重(zhong)力流回(huí)母管，從(cong)而造成(cheng)流量示(shi)值偏低(dī)。配置和(hé)安裝合(hé)理的壓(ya)差裝置(zhì)後，蒸汽(qi)從母管(guan)經導壓(ya)管流入(rù)冷凝罐(guàn)，放出熱(rè)👄量後變(biàn)成😄凝結(jié)水，罐中(zhōng)液位高(gao)于溢流(liu)口後自(zì)動返回(hui)母管，從(cong)而保證(zhèng)兩個罐(guan)中的凝(ning)結🛀🏻水液(yè)位相等(děng)。

2．2渦(wo)街流量(liàng)計的安(an)裝
　　渦街(jiē)流量計(ji)經常與(yǔ)調節閥(fá)安裝在(zài)同一根(gen)管道上(shàng)✍️以控制(zhì)流♻️量或(huo)壓力。如(ru)圖2所示(shi)，來自鍋(guō)爐的蒸(zheng)汽總♌管(guǎn)經壓力(lì)控制回(huí)路調節(jie)後進入(ru)蒸汽分(fen)氣缸并(bing)根據用(yong)戶負荷(he)測量總(zong)蒸汽用(yòng)量，分氣(qi)缸分配(pèi)到各用(yong)汽設備(bei)或裝置(zhì)，同樣🔱安(an)裝有壓(yā)力或流(liú)量調節(jie)控制回(huí)路。

　　儀表控(kong)制過程(chéng)中，會受(shou)到儀表(biǎo)元件疲(pi)勞及裝(zhuang)置運行(hang)狀态突(tū)變🛀🏻等多(duō)種因素(sù)的影響(xiǎng)，導緻調(diao)節閥運(yun)行時發(fā)生振蕩(dang)。這❄️就很(hen)可能會(hui)造成分(fèn)表之和(he)與總表(biǎo)示值的(de)異常偏(piān)差。用戶(hu)應分析(xī)振蕩産(chǎn)生的原(yuán)因，糾正(zheng)其産生(shēng)的條件(jian)并時常(chang)關注🏃‍♀️調(diao)節系統(tǒng)的運行(háng)狀況［2］。
3 維(wéi)護管理(lǐ)
　　測量蒸(zheng)汽的儀(yi)表都有(yǒu)其局限(xian)性，流量(liang)儀表進(jìn)行蒸汽(qi)測量時(shí)，都是指(zhǐ)理論上(shàng)單相的(de)飽和蒸(zheng)汽或過(guò)熱🧡蒸汽(qi)⭐介質。但(dàn)蒸汽狀(zhuang)态在不(bu)同的條(tiao)件下會(huì)發生變(biàn)化，過熱(rè)蒸汽可(ke)能變爲(wei)飽和蒸(zhēng)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(jia)及疏水(shuǐ)措施不(bú)到🐪位等(děng)多種原(yuan)因夾帶(dai)冷凝水(shuǐ)，類似這(zhè)樣的狀(zhuang)況下，流(liú)🍓量計是(shi)不能做(zuò)出正确(que)測量的(de)。解決這(zhè)種問題(ti)👄通常可(kě)從 4 個方(fang)面考慮(lǜ): 蒸汽流(liu)量儀表(biǎo)不🥰要安(an)裝在整(zhěng)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(zheng)汽管道(dào)的保溫(wēn)措施，減(jiǎn)少管道(dào)冷凝水(shuǐ)的産生(shēng)和相應(yīng)的壓力(lì)損失; 創(chuàng)造合适(shì)的安裝(zhuāng)條件，便(bian)于将來(lai)儀表的(de)維護保(bao)養; 根據(ju)蒸汽系(xi)統設計(ji)規範設(she)置疏水(shui)閥安裝(zhuāng)位置，一(yi)般情況(kuàng)下🏃‍♀️，每 30 ～ 50m安(an)裝一組(zǔ)疏水閥(fa)是比較(jiào)規範的(de)布置，同(tóng)時加強(qiáng)疏水閥(fa)的管理(li)和保養(yǎng)。
　　另外，涉(shè)及貿易(yi)結算或(huò)需要計(jì)費的應(yīng)用場合(he)，則要做(zuo)💋好趨勢(shì)記錄和(hé)定期備(bèi)份以便(bian)進行數(shu)據分析(xī)，實時了(le)☎️解用戶(hu)在🔞不同(tong)時段🧑🏾‍🤝‍🧑🏼的(de)用汽情(qing)況，同時(shi)要防止(zhǐ)👣意外斷(duan)電導緻(zhi)⚽儀表不(bú)計量的(de)情況發(fa)生，必要(yào)時流量(liang)積算儀(yi)🆚的趨勢(shi)數據、記(ji)錄和電(dian)源可派(pài)專人管(guan)理。
4 結束(shù)語
　　通過(guò)對孔闆(pan)、V 錐和渦(wo)街流量(liàng)計的分(fèn)析來看(kàn)，蒸汽質(zhì)量流🧑🏾‍🤝‍🧑🏼量(liang)用♌差✨壓(yā)流量計(ji)和渦街(jiē)流量計(ji)測量都(dōu)能得到(dao)較🏃‍♀️準确(què)的結果(guǒ)，都能滿(mǎn)⭐足 GB 17167-2006的要(yào)求。爲保(bǎo)證蒸汽(qì)的正确(què)計量，用(yong)戶應注(zhù)意選擇(zé)量程比(bi)比較大(dà)的流量(liàng)計以避(bi)免在下(xia)限工🔞作(zuò)時讀數(shu)偏低甚(shèn)至爲零(ling)的情況(kuang); 流量計(ji)規❤️範的(de)安裝非(fei)常關鍵(jiàn)，微小的(de)細節就(jiù)可💰以避(bì)免投運(yun)後出現(xian)的很多(duō)問題。另(ling)外，爲流(liu)量☎️計配(pei)上一體(ti)化的溫(wēn)壓補償(cháng)系統，既(jì)可以減(jiǎn)少安裝(zhuang)工作量(liang)并降低(dī)安裝成(cheng)本，也避(bi)免了因(yin)此帶來(lai)🚶的附加(jia)誤差。

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