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供热系统中关于蒸汽流量测量仪表的技术问题讨论

供热行业中蒸汽流量测不准是普遍问题，其中主要原因分析如下：
1、蒸汽的特点
蒸汽是比较特殊的介质，随着工况（如温度、压力）的变化，过热蒸汽经常会转变成为饱和蒸汽，形成汽液两相流介质。对于相流的经常变化的蒸汽，使用目前流量仪表测量气流量，肯定会存在测不准的问题。这个问题的解决方法是保持蒸汽的过热度，尽量减少蒸汽的含水量，例如加强蒸汽管道的保温措施，减少蒸汽的压力损失等，以提高测量的准确度。然而这些方法并不能彻底解决蒸汽流量测不准的问题，解决问题的根本办法是开发一种可测两相流动介质的流量仪表。

2、流量仪表的选型至今为止，工业用流量仪表种类多达60余种，之所以这样，因为史上还没有一种对任何流体、任何量程、任何流动状态以及任何使用条件都使用的流量仪表，每种流量仪表都有它特定的适用性，也有其局限性。在选择流量仪表时应考虑5个主要因素：被测流体特性、生产工艺情况、安装条件、维护需求以及流量仪表的特性。对蒸汽计量而言，同样要考虑以上5个因素。这里，着重讨论流量仪表的特性、安装条件、维护需求以及选用流量仪表应注意的123个问题。
    目前，测量蒸汽流量的仪表主要有涡街流量计、差压式（孔板、均速管、V锥、弯管）流量计、分流旋翼式流量计、阿牛巴流量计，浮子式流量计等，这里主要讨论涡街流量计、孔板流量计、弯管流量计和V锥流量计。
2.1 涡街流量计
    涡街流量计是基于卡门涡街原理而研制成功的一种新型流量计，由于它具有其它流量计不可兼得的优点，70年代以来得到了迅速发展。据介绍，现在日本、欧美等发达国家使用涡街流量计的比例大幅度上升，已经广泛用于各个领域，将在未来流量仪表中占主导地位，是孔板流量计的理想替代产品。
2.2 孔板流量计
孔板流量计应用历史悠久，有国际标准，理论精度高，应用十分普遍，但经过几十年的应用，发现孔板流量计有以下不足：
①应用中许多因素（设计参数与工况参数不符，上游直管段不足，孔板和管道不同心，孔板A面受污，锐角磨损等）对其测量精度有非常大的影响，使其测量误差增大；
②安装较为麻烦，维护及拆洗的工作量较大；
③ 需配差压变送器使用，增加了维护的工作量，另需敷设导压管，且在冬季需对导压管进行保温，不可以安装在室外；
④ 流量量程比为1：3，局限性大；
⑤ 若安装不正确，容易发生蒸汽泄漏；
⑥ 压力损失较大，运行费用高。 2.3弯管流量计
①结构简单，价格低廉。弯管传感器实际上是一个90度标准弯头，没有比它结构更简单的流量传感器了。随着机械加工工业的发展和行业标准化及规范化管理的不断完善，用作弯管传感器的标准机制弯头其质量越来越好，价格也越来越低；
②无任何附加节流件或插入件，可大大降低流体在管道内输送的动力消耗，节约能源，尤其对那些大系统、大管径、低压头的测量对象好处更加明显。
③ 弯管流量计传感器耐磨损，对微量磨损不敏感；
④ 可采用直接焊接法进行安装，使现场跑冒滴漏的麻烦得到彻底的解决；
⑤ 适应性强，量程范围宽，直管段要求不严。只要是可以用孔板、涡街、均速管流量计来测量的管道内流体流量都可以用弯管流量计进行测量，而且在耐高温、耐高压、耐冲击、耐振动、耐潮湿、耐粉尘等方面，弯管流量计远优于其它流量计。
如高温、高压、冲击、振动，对于涡街流量计来说其使用性是十分有限的，这与其测量原理有关，实测测量结果产生较大的附加误差影响了测量精度，造成测量不准。所有这些问题对弯管流量计来说都不存在。
    弯管流量计的量程比可达1:10，对于蒸汽，它的适用范围为0-70m/s，可以较好地满足蒸汽流量测量的要求。弯管流量计由于其特殊的测量原理，使其在实际应用时对直管段的要求不严格，一般只要求前5D、后2D即可，远远低于其他流量测量装置的要求；
⑥弯管流量计精度高，重现性好，测量精度可达1.14％，重现性精度可达0.2％，一次安装后，不再需要重复拆装，因此，其安装精度也能得到最佳保证。 2.4 塔形（V型锥）流量计以孔板、喷嘴和文丘里管为代表的差压式流量计（统称标准节流装置）已统领流量领域近百年，其优点是已经标准化、结构简单牢固、易于加工制造、价格低廉、通用性强。近百年来人们从未间断过对它们的研究和改善工作，但是由于先天结构上的缺陷，其本身固有的一些缺点，至今仍然没能得到很好的解决。如：流出系数不稳定、线性差、重复性不高从而影响到准确度也不高。孔板入口锐角这个关键部位易磨损、前部易积污、量程比小、压力损失大，特别是十分苛刻的直管段要求在实际使用中很难满足等。
    为了克服上述这些不足，人们曾研制出1/4圆孔板、锥形入口孔板、圆缺孔板、偏心孔板、楔形孔板、可更换孔板、弯管等诸多的非标准节流件，试图解决这些问题。但是这些节流件同标准孔板一样，大都没有突破“流体中心突然收缩”这个模式，只是或多或少改善了局部某一个问题，并没有从根本上彻底解决所有问题，这种改进工作到了80年代中期才有了突破性的发展：塔形流量计出现打破了沿袭近百年的模式结构，使得节流式差压仪表发生了“质的飞跃”。
    塔形流量计的重大突破在于：变流体在管道中心收缩为管道边璧逐渐收缩，即利用同轴安装在管道中的塔形体（节流件），迫使流体逐渐从中心收缩到管道内边壁而流过塔形体，通过测量塔形体前后的压差来得到流体的流量。正是这个边璧收缩的结构，使得塔形流量计具有了一系列其他差压仪表无法相比的优点，彻底克服了以孔板为代表的传统差压仪表的诸多缺点。经过国内外10多年的应用和多次测试，已充分证明它能在极短的直管段条件下，以更宽的量程比对各种流体（包括脏污、低流行更准确更有效的测量。从此揭开了差压式流量仪表划时代的崭新一页。可以预言，随着人们对它逐渐认识、了解、熟悉和掌握，V形内锥节流装置由一种非标准节流装置晋升为标准节流装置，即随着国家关于V形内锥节流装置的标准的出台，它必将逐渐和完全取代以孔板为代表的传统差压仪表。综上所述，蒸汽流量仪表的选用是非常重要的，准确测量蒸汽流量是生产部门都需要和普遍关心的问题。随着经济的发展，提高测量水平的呼声越来越高。因此，应针对生产实际情况，做一些细致的技术工作，切实探索出一条蒸汽流量测量的成功之路。

发布：2007-07-25 10:04 编辑：泛普软件 · xiaona [打印此页] [关闭]

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