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      三暢創新研發儀表、助力工業自動化升級

      提高冶金企業蒸汽流量計量準確性的對策和建議

      來源: 作者: 發布日期:2022-02-09

       摘要: 隨著工業自動化的發展,計量儀表自動化是不可缺少的一部分。在蒸汽發生、運送、使用中,蒸汽計量是很重要的一項工作。由于蒸汽的狀態較為特殊,影響蒸汽流量計量準確性的因素繁多,這也是蒸汽計量難以獲得準確數據的原因,特別是在冶金企業,蒸汽計量多年來一直困擾著鋼鐵計量人。多樣化流量計的研發、生 產、應用為蒸汽計量做出了積極貢獻。文章通過闡述流量計的分類及發展歷史,統的分析了蒸汽流量計量的特點,指出了影響蒸汽流量計量的主要問題,提出了提高冶金企業蒸汽流量計量準確性的對策和建議。

       
      流量計廣泛應用在各種領域中,在冶金行業生產過程中,離不開各種能源介質的消耗,同時也就離不開各種能源介質的流量計量,流量計計量的準確與否也是企業安全生產的重要環節。目前冶金行業較為常見的流量計為超聲波流量計、電磁流量計、巴類流量計、渦街流量計、孔板流量計。 
       
      1 流量測量儀表的分類
      在實際應用中的流量計量儀表類型眾多,不同類型的儀表具有不同的特點。按測量原理、結構原理等可分兩大類: 
      ( 1) 根據測量原理可分以下幾個小類: 力學原理、電學原理、聲學原理、熱學原理、光學原理等,如渦街流量計,電磁流量計、超聲波流量計、熱量式流量計、光電式流量計; 
      ( 2) 按結構原理可分以下幾個小類: 容積式流量計、葉輪式流量計、差壓式流量計、流體震蕩式流量計等。 
       
      2 蒸汽流量計量的特點
      2. 1 飽和蒸汽流量計量中的 “兩相流”
      飽和蒸汽通常用其含水量來對蒸汽的質量好壞進行評價,又稱蒸汽的干度。目前干飽和蒸汽是質量非常好的蒸汽類型,其含水量基本上可以不予考慮。然而當濕飽和蒸汽中的干度差超過 30% 時,飽和蒸汽就極易出現 “兩相流”問題。當濕蒸汽流量與干蒸汽管道的流量相比很小時,測得的壓差就很小。反映在儀表讀數上,記錄了干度和速度的影響,導致濕飽和蒸汽的測量困難。
       
      2. 2 蒸汽流量計量中的 “蒸汽密度補償”
      飽和蒸汽的流量通常為 kg /h 或 t /h,蒸汽密度直接對質量流量產生影響,而蒸汽的溫度和壓力也同樣會影響蒸汽的質量流量。因此,在對蒸汽進行計量的過程中,隨著溫度和壓力的不斷變化,其密度也會發生變化,非常終導致蒸汽質量的變化。當在對蒸汽計量的過程中,如果所用的測量設備不能實時監測這種變化,就會導致計量不準確。然而,通過相應傳感器對這種變化進行監測,可以達到對密度補償的目的,從而提高蒸汽計量的準確性。 
       
      3 企業在蒸汽流量計量中的常見問題
      蒸汽在測量方法上與其它流體的測量存在一定的差異。通過相關研究,在日常的測量中影響蒸汽流量計量準確性的主要因素包括以下幾個方面。 
       
      3. 1 流量計量程比不足
      量程比是流量計在給定精度和再現性范圍內可測量的非常大流量和非常小流量之間的比值。為了防止大流量的沖擊和振動,蒸 汽 管 道 系 統應設置一定 的 非常 大 流 量。蒸汽系統的非常高允許速度一般為 35 m /s,較高的流量會引起系統腐蝕和噪聲。 
       
      3. 2 管道上下游直管段不足
      對于傳統的渦街流量計或孔板流量計,前后直管段的安裝要求分別為 20D 和 5D。計量設備不得安裝過高或過低。如果前后長度不夠長,很可能內部氣流無法形成穩定的壓力源。有些地方有漩渦或混流。在這些地方,氣流的方向是不穩定的,因為它是在一個拐點或由一個凸起的障礙物阻塞。 
       
      3. 3 流量計對蒸汽密度補償不正確
      為了正確計量蒸汽流量,必須考慮蒸汽壓力和溫度的變化,即蒸汽密度補償。在蒸汽流動過程中,許多因素都會發生變化,因此要注意總壓和內部溫度的變化。根據計量設備性能的不同,對密度的要求和影響也不同。計算時應調整間隙,否則誤差范圍大。目前非常常用的方法是靠人的經驗來判斷。需要注意一方面是計量設備誤差,不可避免。而人為操作不到位也是原因之一。 
       
      3. 4 蒸汽自身干度的影響
      在蒸汽計量時,在蒸汽的測量過程中,一般設定的計算狀態是一種理想狀態,與實際的測量狀態存在一定的偏差。例如,在測量過程中,將氣體的濕度假定為零,然而實際測量中的氣體的濕度絕不可能為零。這就導致在實際的測量過程中往往測定的數值偏低。但是,目前所采用的蒸汽流量計大多為容積式流量計。因此,在數據的測量中會存在一定的誤差,從而影響蒸汽流量計量的準確性,因此干度的測量是蒸汽流量計量中應該增加的數據之一。然而,在實際條件下很難確定蒸汽干度。如果能改善蒸汽流量計進口的蒸汽質量,就可以提高蒸汽流量計的測量精度。 
       
      4 提高蒸汽流量計量準確性的改善措施
      4. 1 正確選擇蒸汽流量計
      選擇蒸汽流量計時應充分考慮計量范圍。蒸汽流量計計量異常的主要原因之一是量程不滿足要求。蒸汽使用分為旺季與淡季,由于所用蒸汽量差異較大,一般蒸汽流量計的計量范圍難以適應。流量的測量范圍必須明確,在此基礎上,應根據相關運行參數選用自動調節量程的自動化蒸汽計量流量計,以充分發揮其作用。 
       
      4. 2 蒸汽流量計的合理安裝
      任何蒸汽流量計必須正確安裝,否則不能正常工作。為了正確安裝蒸汽流量計,必須注意蒸汽流量計安裝前后的直管段。蒸汽流量計不能安裝在整個管道的非常低部分。注意冷凝器的安裝,兩個冷凝器必須在同一水平面上。不允許泄漏,以提高計量精度。 
       
      4. 3 定期檢查維護
      長期使用的蒸汽流量計在運行和使用過程中,應嚴格按照相應的標準程序對磨損情況進行檢查和維護。首先,按正確的順序操作每臺儀器,按操作流程投入運行。其次,在使用蒸汽流量計的過程中,應定期進行檢查。無論何種蒸汽流量計,長期運行都會出現腐蝕、磨損等現象。因此,在蒸汽流量計的正常運行中,有必要對外形進行日常檢查,或定期收集測量數據進行分析比較,同時通過曲線進行校核。如有異常情況,必須對問題進行分析并及時處理。 
       
      4. 4 取樣管路保溫與定期排污
      蒸汽流量計不同與其他介質流量計,在不同的環境中,蒸汽的干度受外界環境影響也比較大,所以對蒸汽流量計的取樣管保溫也就十分必要,要確保蒸汽取樣管保溫完好,避免出現冬季凍壞取樣管路,影響計量。定期排污,取樣管中會積存出游離水和污垢,這種狀態會影響流量計的正常工作,要定期排掉。 
       
      5 蒸汽流量計量的發展趨勢
      隨著科學技術的快速發展,相關企業對蒸汽流量計量的準確性及可靠性的要求越來越高。因 此,應當在提高流量測量的可靠性及準確性方面加大投入力度。這就要求研究人員在流量計的設計上要大膽。在以往經驗的基礎上,采用高可靠性的傳感器和電子元器件,并根據可靠性原則盡量減少或移動電子元器件。伴隨著工業自動化的不斷發展,蒸汽流量自動化計量是其發展的必然勢,采用先進的信號處理技術、信號傳輸技術等國內外先進技術,使流量測量儀表更加先進。大大提高流量計對被測介質和環境的適應性。自動流量計量作為工業生產的重要組成部分,其創新和完善是必然的。利用高新技術促進流量計越來越智能化,使操作更加方便,功能更加強大,促進工業企業的快速發展。 
       
      6 結束語
      冶金企業中蒸汽是重要消耗的能源之一,對安全生產及提高生產質量起到至關重要的作用,準確的計量蒸汽對企業的降本增效起到重要作用,因此在實際的生產過程中,要注重蒸汽流量計的選型,嚴格根據現場的環境制定流量計的參數,根據現場的管線選擇合適的安裝位置,以及做好日常的巡檢和維護工作,從而能夠更好的提高蒸汽流量計的準確性。

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