1.一套合理、先進的蒸汽流量計量系統應該具有以下特征
(1)現場儀表符合準確度要求、免維護、故障率低、穩定性好、檢定周期長。
(2)補償功能完善且補償的算法符合相關標準。
(3)具有較寬的測量范圍。
(4)具有歷史數據存儲、事件報警等管理功能。
(5)便于實現網絡化。
(6)具有能量計量的功能。
2.一次儀表配備方案
標準孔板的一個缺點是入口直角銳利度在流體沖刷下易發生鈍化, 在孔板連續使用2~3個月時,鈍化引起流出系數偏度在1%~3%,個別嚴重的在4%以上。目前,解決標準孔板鈍化問題的方法是采用標準噴嘴, 同樣是按標準(ISO5167 -2003E、GB/T2624-2006)設計、制造,無需實流標定,由于噴嘴的入口為光滑曲面,不易磨損(見圖2)。它的流出系數
非常穩定,檢定周期長達4年(孔板檢定周期是1年)。我公司蒸汽外管網流量計經過20多年的時間的長期運行,孔板老化磨損嚴重,影響了蒸汽計量數據的準確率,給公司蒸汽平衡帶來很大困難。2010年利用公司全面停車大修契機,對電廠蒸汽流量計全面改造,外管網中壓蒸汽2#、低壓蒸汽4#、5#、6#、7#、8#、10#蒸汽流量計量一次儀表均由原來的孔板更換成了一體化噴嘴流量計, 并配套溫度、壓力變送器進行溫度、壓力補償,有效提高了計量系統的測量準確度。
公司大修后電廠外供蒸汽管網4#、5#、6#、7#、8# (串聯使用) 計量數據由6月份的92751t上升至9月份的190953t,考慮季節因素引起的工藝生產用汽量變化,噴嘴在相同流量和相同β值條件下,阻力損失明顯比孔板減小(僅為孔板的50%~60%),減小能耗,避免了供汽損失。長期運行情況表明,由于噴嘴在結構上的優勢具有耐沖擊抗變形的優點,適應于高溫、高壓、高流速介質。
差壓式流量計的系統構成比較復雜,有較長的引壓管,容易阻塞,冬季運行還需對引壓管、冷凝系統進行保溫、伴熱,稍有不慎便造成故障,且儀表的維護工作量大,噴嘴流量計也不例外。一體化噴嘴很好地解決了上述問題, 它將節流件和差壓變送器做成一體,并裝有防凍隔離器,不僅縮短了引壓管線,還省去了冷凝和排污系統,使系統構成簡單,無需保溫供熱,在減少維護量的同時,也節省了能源。
3.一體化噴嘴的特點
(1)采用標準節流件,測量準確度有依據。
(2)采用防凍隔離技術,冬季運行無須伴熱,維護量少。
(3)噴嘴節流件阻力損失小(同樣流量下為相同β值孔板的60%左右)。
(4)沒有孔口鈍化的問題,耐沖擊不易變形,系數穩定,檢定周期長(2年)。
(5)配置智能型差壓變送器,流量測量范圍度可達10∶1或更寬;雖然量程范圍仍不及渦街流量計,但其抗振性和耐高溫上限均優于渦街流量計。
(6)安裝簡便。
由于具有上述優勢特點, 一體化噴嘴流量計在蒸汽計量中占有越來越重要的地位。據統計,我公司蒸汽計量用表有80%以上的仍采用標準孔板節流裝置, 建議公司今后逐步將標準孔板更換成一體化噴嘴流量計。
4.二次儀表配備方案
如前文所述,由于蒸汽自身的特點和其測量過程的復雜性,蒸汽計量系統二次儀表配備應*流量計算機式二次儀表。
流量計算機應具有以下功能:
(1)依據有關標準與建議、國家與行業標準, 針對不同介質和流量計類型建立了多種數學模型和相應計算軟件, 可以計算蒸汽質量流量和能量流量。
(2)對節流式流量計的流出系數C、可膨脹性系數ε等參數作為動態量進行實時逐點運算以實現寬量程。
(3)具有歷史數據存儲、報警記錄、儀表斷電、修改參數設置等審計記錄功能, 即使網絡系統發生故障,流量計量數據也會存儲在其中不至于丟失。
(4)品牌的流量計算機所使用的流量計算軟件已通過國家部門認證。
(5)流量計算機具有強大的通訊功能,對現場儀表除可適配(4~20)mA信號、脈沖信號外,還可以適配HART、Modbus等數字信號; 對上位機可采用包括程控網、以太網等方式構成計算機網絡應用系統,實現遠程監督管理和建立集散式計量管理系統。
目前, 我公司蒸汽流量計量尚有很多點位采用DCS公式計算或定點補償,對照前文,缺點無需贅述;但在貿易交接的計量點上, 已基本采用流量計算機進行補償,優勢也已體現。需要指出的是,公司內部部分B、C級計量點位采用的簡配流量計算機不具備對流量計的流出系數C、流束可膨脹系數ε、壓縮系數Z等參數進行實時逐點運算的能力,甚至部分流量計算機所使用的流量計算軟件也沒有通過國家部門認證,更不用說具備能量換算的功能。建議在公司進行蒸汽計量交接單位轉換為能量的過程中一并予以解決。
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