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聯系我們在氯堿化工生產中蒸汽是主要的能耗介質之一,隨著能源價格的不斷調整,我廠的蒸汽生產成本有很大上升,蒸汽單價比前幾年提高了許多,蒸汽的生產與使用部門都非常重視蒸汽的準確計量。因此,對能源計量部門做好蒸汽流量的準確計量工作提出了更高的要求。
要準確地計量蒸汽流量首先要選準各有關參數,還要根據使用的現場儀表運行工作環境、維護的保障要求、性能價格比等條件選好表型。我廠早期運行的一臺20th鍋爐,由于采用老式儀表計量,盡管該鍋爐運行狀況并不是很好,但所測該鍋爐的產汽量卻很大,在燃燒小窯煤的情況下,比其他同等的鍋爐燃燒效率好像高出了很多。針對這些情況,我們首先考慮到的就是該鍋爐所以產汽量偏大,估計是由于蒸汽出口流量計量不準而造成的。
在一次大修過程中,我們對出口孔板進行了嚴格的測量,并根據流量計算公式進行了認真的計算,得出結論為:該鍋爐的現行計量產汽量比實際產汽量要多出30%左右。由于各類蒸汽流量計的運行原理不一樣,用戶應用的場合、使用的要求不同,合理地選用性價比高,準確適用的計量表型是很重要的。
下面就我廠使用過的幾種蒸汽流量計談一些在應用過程中出現的問題及解決的辦法。
在80年代我廠僅在各鍋爐出口及蒸汽分配臺安裝了孔板式節流裝置,配用差壓變送器、開方結算器等儀表配套來檢測蒸汽流量,在主要用汽大戶安裝了雙波紋差壓計,對小用汽戶只好用估算與分攤的方法來結算。在使用孔板節流裝置測量蒸汽流量中,由于孔板的節流作用,蒸汽管道壓力損失大,安裝環節多,泄漏點也多(從孔板環室到差壓變送器、截止閥、平衡容器、平衡閥、排污閥等共有20多處)。
采用孔板節流裝置測量蒸汽流量要想達到測量精度,須滿足測量管段前后要有足夠的直管長度,測量引壓管要有1:15的坡度等安裝技術要求,在測量量程低于20%時,測量誤差變得很大。我們北方在室外蒸汽管網上安裝的該類表計到了冬季,凍壞表、凍裂表管的事故屢見不鮮,許多年來我廠對一些蒸汽流量計采用蒸汽伴溫管,有的采用纏繞電熱帶等保溫措施,但效果不很理想,耗能也大,天氣非常冷時,表計很容易凍壞。因其泄漏點多,儀表維護人員得經常性地做大量的排污、檢查漏點、換閥門、清零等保養維護工作,維護工作量較大。企業經濟責任制的建立,使計量管理工作得到了很大加強。我們給許多蒸汽使用單位都安裝了蒸汽流量計。
為了節約投資,減小儀表工的維護工作量,我廠安裝了一部分阿牛巴流量計和分流旋翼式蒸汽流量表。這兩種表的共同特點是安裝方便、泄漏點少。但經過一段時間的運行,我們感到這兩種流量儀表不同程度地存在著計量精度低、誤差大,難以動態壓力補償等問題,在一些用汽量變化較大的部門很不適用。分流旋翼式蒸汽流量計由于其內部結構為機械
轉動計數,在用汽量大時表的葉輪、傳動齒輪轉速*,在經常開開停停的用汽單位其磨損程度更大,損壞率很高,拆開檢查發現,葉輪經常打壞,且維護修理得有一定的技術要求,不是每個儀表工都能勝任的。在北方冬季室外安裝運行,盡管加了防凍液,但天氣很冷時同樣會凍壞儀表。由于維護工作量大,損壞嚴重和存在許多運行問題,這種表型和阿牛巴流量計沒能在我廠使用幾年,就被全部替換下來了。
近年來,企業間的競爭非常激烈,為了降低生產成本,節約能源,搞好節能降耗工作,我廠進行了生產、生活用汽分開使用的蒸汽管網改造。經過調研,我們選用了8套渦街流量傳感器并配用了智能型流量結算器來計量蒸汽流量。經過幾年來的運行實踐證明,渦街流量傳感器是測量蒸汽流量的較好表型。渦街流量傳感器是基于“卡門"、“渦街"原理制造的,是由一個與公稱直徑相同的表體和一個斷面為三角型的柱體組成,在一定的流速下,三角柱兩側會交替產生旋渦,形成兩列旋渦系列———即渦街,這一過程稱為旋渦的剝離,旋渦剝離的頻率在一定的流速范圍內,與介質流速成線性關系,且這一關系不受流體密度、粘度、壓力、溫度的影響。在應用中它有以下幾個特點:
(1)安裝方便。只要把兩片配用的法蘭在蒸汽管道適當的位置固定好,由兩芯屏蔽線把信號引回到二次表上即可,若在大口徑管道中測量則可采用插入式,只要參數給準,基本不用調試。
(2)泄漏點少,只在兩片法蘭的聯接處密封好就行。
(3)測量范圍大、量程比寬。可達1:15以上,適用于用汽量變化大的部門。
(4)測量管道口徑范圍寬,一般為15～2700mm。
(5)測量壓力損失小。由于沒有機械轉動部分,磨損小,維護量少,使用壽命長。
(6)測量介質溫度、壓力范圍大。該流量傳感器可在-40～+55℃的環境中對-40～+200℃的介質進行流量檢測,加裝散熱片型的磁敏式渦街流量傳感器可測介質的溫度為-50～+450℃,很好地解決了冬季室外安裝的流量表計被凍壞的問題。
其zui高工作壓力為20MPa,適用于大多數測量場合。
根據我們的使用經驗,在選用渦街流量傳感器時應注意做好如下幾方面工作:
(1)檢測方式的選擇:渦街流量傳感器一般分為熱敏式、壓電式和磁敏式等檢測方式。熱敏式的優點是靈敏度高,量程比大,在測量一般氣體時選擇它比較適宜,尤其是管道內流量較小時,其它方式測量較困難,熱敏式則可勝任,缺點是耐腐蝕耐臟污性能差。壓電式比較耐臟污,有較強的耐腐蝕能力,檢測靈敏度較高,缺點是抗系統沖擊振動差
一些。磁敏式的突出優點是耐高溫、耐腐蝕,所以在測量有腐蝕性液體及測量高溫蒸汽時是一種理想的檢測儀表,其缺點是靈敏度較低。各種檢測方式各有其固有的優點和缺點,選擇時應揚長避短,發揮優勢。
(2)流量范圍的測算:渦街流量傳感器允許的測量范圍必須覆蓋實際的流量范圍方可選用,不得勉強,否則質量再好的儀表也不能正常工作。
(3)安裝時的要求:由渦街流量傳感器、直管段構成的檢測系統必須設有足夠長的直管段,直管段外觀應筆直,管道內壁應平整無焊縫,這對插入式渦街流量傳感器實現高精度測量尤為重要;在有振動的管道上安裝應用時要加裝牢靠的固定裝置,以防止由于管路的振動影響傳感器的工作。
渦街流量傳感器所配的二次表可以是常規顯示結算儀表,也可以是以單片機為核心的智能結算儀表,或是與有能源計量數據采集網的計算機系統相連接。我廠用的8套渦街流量傳感器采用了有溫度、壓力自動補償功能的智能二次儀表,計量精度較好,經過多年的使用,至今運行平穩,基本上沒有發生過故障,從使用部門到儀表維護人員都比較滿意。在測量超過100mm口徑的管路上裝表時,渦街蒸汽流量計的購置、安裝費用比同管徑的孔板節流裝置計量蒸汽的所用費用還要低。若要進一步降低購置、安裝費用,還可選用多通道二次儀表,可同時接受3～6路渦街流量傳感器的信號,該類智能儀表有和計算機通訊聯網的功能,便于實現能源計量網絡的數據采集,是一種計量蒸汽流量較好的表型。
