蒸汽流量的准确计量方法

摘 要：在蒸汽运行过程中，由于影响蒸汽计量的因素较多，对蒸汽流量质量进行准确计量具有较大的难度，只有对影响蒸汽计量的各因素进行分析，排除计量中产生影响的各类误差，才能得到准确的计量数据。基于此，对蒸汽流量的准确计量方法进行探讨。

关键词：饱和蒸汽 流量计量 准确性

中图分类号：TH814 文献标识码：A 文章编号：1007-3973（2013）012-190-02

对蒸汽流量的准确计量，能够看出蒸汽运用过程中对蒸汽的用量和能源利用的效率，也是进行工艺过程的分析控制与费用控制的关键部分。但就目前使用者来讲，认为安装高质量的流量计即可得到准确的结果，然而实际过程中，影响蒸汽正确计量的因素很多，不仅有流量仪自身的质量问题和敏感条件，而且还包括安装中存在的量程比不足、蒸汽干湿度影响、密度补偿存在缺陷等问题均会影响流量仪的计量结果。对影响因素进行合理分析，有利于解决实际中的计量误差问题。

1 蒸汽流量准确计量的影响因素

1.1 受蒸汽干湿度的影响

在目前使用的测量流量的仪器中，都是依据蒸汽的密度和通过的体积进行质量计算，计算中并没有考虑蒸汽的湿度影响，一般假定为完全干燥的蒸汽。但在实际过程中，系统内的蒸汽并不一定是完全干燥的状态，若蒸汽中存在一定的湿度，则测出的数据会产生一定的误差，影响蒸汽流量计算的准确性。

1.2 量程比出现不足的问题

量程比的含义为在流量计的测定范围内，测定的最大与最小流量的比值。由于量程比是针对工程实际的流速而产生，因此，在蒸汽管道内为了防止高流速对系统的冲击和震动，要设置一定的最大流速，各个系统允许通过的蒸汽最大流速是一致的，但通过的最小流速却因使用的计量仪而有所不同，为了避免量程比过小的情况，可以对多个仪器进行连接使用，或者在选择计量仪时考虑采用较大量程比的仪器。

1.3 对蒸汽使用的密度补偿存在较大误差

对于实际工程中的蒸汽流量的计算，需要考虑蒸汽的温度和压力两个方面的因素，而且要推算出密度补偿方程。由于使用的流量计对密度的影响变化不同，因此，对于不同的流量仪要具体设置补偿的计算方法。例如，差压流量计进行流量质量计算时，其流量仪的形状以及密度和差压的平方根均与流量质量相关。（1）在各个流量计中会出现补偿精准度上的异同，对于不同的计量器对精度的要求是不相同的，如果对传感器和温度设置相同的精度，那么产生的温度和压力都会有一定的误差，而温度产生的误差影响要更大于压力误差。（2）在压力影响中，主要是压力管内的凝结水在重力作用下产生的压力与实际蒸汽压力会有一定的差异，如果没有考虑进行校正，则会影响对密度补偿的计算。

1.4 不同流量计准确计量时的敏感事项

（1）涡街流量计对管道内的振动较为灵敏，而且对上下段的直管部分长度也有相应的要求，在安装时要对相应管道进行防振处理，并使上下部分的直管段符合该流量计的要求。（2）压差式流量计对振动不敏感，但安装时，首先，要检查仪器的零位是否发生漂移，如果发现和出厂进行校验过的位置不一样，需要进行零位归位。其次，引压管的位置和线路长度都要进行合理设置，同时要考虑正、负管体中液体的温度变化，较大的温度差异会引起密度变化而导致计量数值的失真。

2 蒸汽流量计量中的难点

（1）目前，使用者采用的蒸汽计量，并不能直接测定出蒸汽流量的质量，一般在企业中都采取能够推导的测定系统进行计量，由于计算方程中，流量的质量计算与过汽密度密切相关，因此，对于饱和蒸汽来讲，过汽密度的计算仅与压力相关，比较容易计量；而对于湿度较大的过热蒸汽而言，还与温度有关，而且方程中的各个因素量组成函数变化关系，随工程蒸汽的参数改变而变化，没有既定的方程进行计算，需要依据具体情况推导得到一个补偿公式，而且当雷诺数值改变较大时，需要进行相关参数的修正，才能增加计量测定的有效性，否则，即使补偿公式达到了要求，参数的动态变化也会引起较大的偏差。（2）过热蒸汽的特点之一为高压高温，这样的特征也导致选择计量的仪器要具有耐高压和高温的特点，在蒸汽测定的仪表中，选择仪表进行测量时，要综合考虑各仪表的性能和弱点，核算方程时，为了降低误差，有时候必须要进行一定的分摊计算。

3 蒸汽流量准确计量的有效措施

蒸汽计量不同于一些稳定介质，影响其计量的准确性的因素有多个方面，不仅会有仪器本身的质量问题，而且也存在安装和操作中的问题。从以下几个方面进行论述。

3.1 正确选择蒸汽流量计

对于蒸汽流量的传感器选择，要考虑几个方面：（1）选择好量程，量程的测定范围对计量的影响较大，传感器的测程范围既能适应高峰时期的最大流量，又能适应低峰时期的最小流量，一般安装时要选择量程比大的流量仪，或者是将多个测量计连接使用，满足工程的使用条件。（2）选择好安装的流量计后就要考虑管道大小、输出形式等对测定仪器的影响，如果选用节流式测定计要按设计要求，进行管道粗细的选择，这样就能提高测定的准确性；而涡街测定仪在输出时要选择脉冲式输出，可以防止输送中的附加误差。

3.2 合理安装蒸汽流量计

对蒸汽测量仪要进行准确的安装，才能保证计量结果不发生偏差。（1）不可将仪器安装在管道位置的最低部位。（2）安装位置的上下要有满足长度的直管段。（3）引压管设置的长度和内壁直径要有一定的范围，一般长度在16m以内，内壁直径的选择要在10～16mm的范围内，这样的范围不易堵塞且利易于流量计进行计量。正、负引管要防止因季节或距离的原因导致温度变化差异大，而产生计量误差。（4）必须要安装冷凝器，冷凝器的安装位置要与蒸汽的正负引压管有相同的等高面，其容积要足够大，一般要大于差压输送器空间容量的3倍，并要确保安装系统的密封性，定期进行检查和维护，保证冷凝器工作运转的正常水平。

3.3 运行中要严格按照规范进行操作，并定期检查维护

在操作运行中，要严格按照相应的规范流程进行，并对长时间运转的计量仪器进行磨损等方面的检查与维修。首先，开始运行时要正确操作各仪器的顺序。先检查冷凝器以及相应的导压管内是否充满水，导压管与各阀门是否有泄露现象，然后再依照运行流程进行投运。开启顺序：（1）打开平衡阀门。（2）打开负压阀，开启过程中，要注意力度的掌控，一般进行缓慢开启。（3）打开正压阀。（4）开启一定时间后要同时关闭正负两个阀门。（5）检查冷凝器内的冷凝水是否达到两边平衡，若满足要求则要对差压输送器进行调整，使其静压处在规范要求内。冷凝器中水面若没有相齐，会致使调节后的差压输送器中仍然存在一定的静压偏差。（6）再一次打开正负两个阀门。（7）闭合平衡阀门，并启动计量表。其次，在计量仪器进行运转的过程中，要对仪器进行定期检查。不管是什么样的流量计量装置，在长时间的运转中都会产生腐蚀、磨损等现象。因此，在计量仪器的正常运转中，要对仪器的外形进行日常的检查，或者定期采集测定数据并进行分析比对，也可通过绘制曲线来核查，若发生异常，就要分析问题的发生部位并及时处理。例如，如果安装的是节流型流量计，由于该流量计的形状会影响测定的准确性，因此，就要对该仪器的尺寸与形状进行定期查验，如果几何外形变化不大，则对获得的数据要进行适当修正，如果变化较大，则要实施仪器更换。最后，要对各个运行仪器进行更新维护。由于蒸汽管道环境的原因，使得各仪器都长时间处于高压、高温的条件下，仪器容易发生部件故障，如阻塞、锈蚀等情况，需要定期的维护。例如，在涡街流量计运转过程中，要定期观察各部件的运行速度，三角柱的缝隙中有无异物发生阻塞。而孔板差压流量仪要观察孔板的开口面有无锈迹和异物，严重时要更换。

4 结语

在蒸汽流量的准确计量中，需要正确选用合理的测量仪器，并在测量过程中，准确分析温度、压力等方面的误差来源，要避免非测定性误差的存在，对蒸汽的干湿度进行控制与修正，且流量计要具有密度补偿的能力，能够及时对蒸汽密度进行补偿，对易产生误差的部位可以安装追踪示波仪器，这样能够及时发现问题，并采取有效的解决方法，最终保证流量质量的准确计量。

参考文献：

[1] 李绪燕，张德华，李瑞芳，等.冶金企业蒸汽流量计量的几点体验[J].工业计量，2008（6）.

[2] 李自皋，刘佳，卢宏明.在DCS中实现蒸汽流量测量温压补偿的途径和方法[J].石油化工自动化，2007（2）.

[3] 郑灿亭，孙晓峰，吴兆喜，等.蒸汽计量中存在的两大难题[J].石油化工自动化，2007（2）.

[4] 吴京安.蒸汽流量测量若干问题的讨论[J].工业计量，2002（6）.

[5] 梁宇臻.涡街流量计在蒸汽流量测量中的应用[J].科技资讯，2011（17）.

[6] 郑建英，陈超洋，马龙博，等.蒸汽状态给蒸汽流量计量带来的误差[J].自动化仪表，2009（07）.

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