影響蒸汽渦街流量計測量精度的因素及解決方案
集中供熱系統(tǒng)在當今時代已經(jīng)有了相當?shù)囊?guī)模。其中蒸汽供熱系統(tǒng)中,由于供熱公司管網(wǎng)效率、用戶能源消耗的直接依據(jù)便是蒸汽的流量計量,也是供熱公司和用氣公司共同關(guān)注的問題,在蒸汽的運輸過程中,蒸汽的密度、溫度、壓力等等都影響到終的測量準確性。在渦街流量計流量測量中,由于蒸汽在運輸過程中的變化,導(dǎo)致在供熱結(jié)算時常常發(fā)生雙方計量總量不相符的問題從而導(dǎo)致矛盾的發(fā)生, 如何解決渦街流量計測量蒸汽帶來的誤差,提高渦街流量計的測量精度呢?
接下來我們通過分析渦街流量計差生誤差的原因,并通過解決誤差產(chǎn)生原因來提高蒸汽渦街流量計的測量精度。
渦街流量計測量產(chǎn)生較大誤差的主要原因
(1)蒸汽相變對測量的影響。
蒸汽相變問題在實際使用中時有發(fā)生,所謂蒸汽相變就是:在輸送過程中原本飽和蒸汽變?yōu)檫^熱蒸汽了,或是過熱蒸汽變?yōu)轱柡驼羝恕U羝a(chǎn)生相變主要發(fā)生在管道輸送過程中或使用場合,飽和蒸汽變?yōu)檫^熱蒸汽,一般發(fā)生在濕飽和蒸汽被較大幅度快速減壓,溫度隨之也降低,如果相變前的濕飽和蒸汽含水滴較少,則溫度降低后會仍然高于新的壓力對應(yīng)的飽和溫度,則蒸汽由原來的飽和狀態(tài)變?yōu)檫^熱狀態(tài)。而過熱蒸汽變?yōu)轱柡驼羝?,一般是由于長距離輸送的熱損使溫度降低,當溫度低于或等于該壓力對應(yīng)的飽和溫度時便進入飽和狀態(tài)。蒸汽發(fā)生相變對流量測量的影響可分為幾種情況。
A)飽和蒸汽發(fā)生變化后,仍然未脫離飽和狀態(tài),只是與變化前的壓力、溫度不同而處于一種新的飽和狀態(tài)。這種情況只要系統(tǒng)有補償儀表,且飽和蒸汽的干度較高,對測量無影響。
B)飽和蒸汽相變后成為過熱蒸汽。如果設(shè)計時就考慮到有可能會產(chǎn)生相變,測量系統(tǒng)采用的是壓力和溫度雙補償,而且蒸汽密度是采用IFC1967 公式動態(tài)計算的,則這個相變對測量無影響。如果蒸汽密度采用查表法,這就要求運算儀表內(nèi)除了裝有《飽和蒸汽密度表》外,還應(yīng)裝有《過熱蒸汽密度表》及相應(yīng)的判斷程序。采用查表法需要的兩個數(shù)表和判斷程序,缺少任何一個都會對流量測量帶來誤差。
C)飽和蒸汽測量系統(tǒng)采用的是單壓力或單溫度補償,相變后對測量就會帶來誤差。對于飽和蒸汽采用單參數(shù)補償查表法求取密度,當蒸汽發(fā)生相變時會給測量帶來誤差,但是采用單壓力補償?shù)恼`差要小于單溫度補償。
D)過熱蒸汽變?yōu)轱柡驼羝?。由于大多?shù)的過熱蒸汽測量系統(tǒng)基本都采用壓力和溫度雙補償,所以如果積算儀表的蒸汽密度是采用IFC1967 公式動態(tài)計算的,則這個相變對測量無影響。如果采用查表法取得蒸氣密度,當過熱蒸汽變?yōu)轱柡驼羝罂赡懿椴坏綄?yīng)的密度。因為在運算儀表內(nèi)的《過熱蒸氣密度表》,通常只列出過熱蒸汽范圍的壓力、溫度數(shù)據(jù),處于飽和狀態(tài)下的數(shù)據(jù)一般不提供。即使儀表內(nèi)裝有《飽和蒸汽密度表》,但是如果沒有蒸汽狀態(tài)判斷程序,儀表是不能自動轉(zhuǎn)查《飽和蒸汽密度表》的,由此測量誤差便會產(chǎn)生?! ?/span>
(2)飽和蒸汽密度失準的問題。
失準原因分析這里所說的飽和蒸汽密度不準確,是指脫離了臨界飽和狀態(tài)的蒸汽,也就是常說的濕飽和蒸汽。濕飽和蒸汽是汽液兩相共存的狀態(tài),它是蒸汽和水的混合物,屬于復(fù)雜的單工質(zhì)氣液兩相流體。鑒于介質(zhì)兩相流型的復(fù)雜多變,本文這里討論的濕飽和蒸汽密度的計算,其濕度也只能界定在某一范圍內(nèi),并認為氣液是均相流動的狀態(tài)為前提。濕飽和蒸汽的形成是在實際使用中的產(chǎn)生的,例如熱電廠送出的飽和蒸汽經(jīng)過管道較長距離的輸送,就會有部分蒸汽程度不等的變成冷凝水而成為濕飽和蒸汽。濕飽和蒸汽的密度與臨界飽和蒸汽(以下稱為干飽和蒸汽)的密度是不同的。而目前使用的兩個飽和蒸汽密度表(以壓力和溫度為自變量)中提供的蒸汽密度,均為干飽和蒸汽的密度值,數(shù)表中之所以不列入濕飽和蒸汽密度的數(shù)據(jù),是因該數(shù)據(jù)還不能準確得到。因為要想準確得到濕飽和蒸汽的密度,就必須知道飽和蒸汽的干度指標或者濕度指標,但是由于技術(shù)上的原因,目前還不能在線準確獲得,這就是本文所指出的,當飽和蒸汽脫離臨界飽和狀態(tài)變?yōu)闈耧柡驼羝?,其密度不準確的原因。
飽和蒸汽含水所產(chǎn)生的渦街流量計流量測量誤差,引起大的糾紛就是在貿(mào)易結(jié)算計量上。供方和收方在一根管道上裝有同樣的流量計,在供方由于距離熱源較近,飽和蒸汽中的的水滴含量可能很少,對測量影響較小。而在收方由于長距離輸送會導(dǎo)致部分蒸汽冷凝的水滴含量增大,對測量的影響必然較大。盡管供、收雙方的流量儀表都是正常的,但是供大于收的計量誤差是常常發(fā)生的。
即使收方將管道的積水及時放掉,能使渦街流量計示值恢復(fù)穩(wěn)定,但差量可能會仍然存在。因為在供方測量的幾乎是“蒸汽的總的質(zhì)量流量”,而在收方“有一部分汽體冷凝成液體了”,這些液體不會被檢測到或是被排放掉,從而導(dǎo)致質(zhì)量流量減少,誤差也就產(chǎn)生了,(當然不排除水滴使少量脈沖漏計造成的部分誤差),這個誤差*不是雙方儀表有問題造成的,而是濕蒸汽密度不能準確得到造成的?! ?/span>
解決方法:
蒸汽相變問題的解決方法
(1)一是對可能產(chǎn)生相變的渦街流量計測量系統(tǒng)有一個事先預(yù)防措施,就是在設(shè)計時無論是測量飽和蒸汽還是過熱蒸汽,一律采用壓力和溫度雙補償。這樣雖然一次性成本費用有所增大,但是從長遠利益來看,無疑是減少矛盾、增加效益的良方。二是采用具有動態(tài)計算蒸汽密度的積算儀,它能根據(jù)測量的壓力溫度識別蒸汽的狀態(tài),及時計算出過熱狀態(tài)、飽和狀態(tài)下的蒸汽密度。以便可以根據(jù)蒸汽的實際狀態(tài)及時查找不同的數(shù)表,從而得到蒸汽的密度值?! ?/span>
(2)對于飽和蒸汽單參數(shù)補償?shù)南到y(tǒng),盡量采用壓力補償,這樣即使發(fā)生了相變,也會使誤差遠小于單溫度補償?shù)南到y(tǒng)。
(3)流量計安裝地點應(yīng)妥善考慮,應(yīng)選擇不容易導(dǎo)致蒸汽發(fā)生相變的位置,如避開經(jīng)常有減壓操作的設(shè)備和減壓閥門后面,輸送蒸汽的管道和渦街流量計測量傳感器加強保溫措施等?! ?/span>
飽和蒸汽密度失準的解決方法
對于濕飽和蒸汽密度需要知道蒸汽的干度或濕度,而這個數(shù)據(jù)目前又難以在線得到的問題。供收雙方在確認了雙方流量儀表都處于正常良好的工作狀態(tài)前提下,可以根據(jù)長期存在的差量和現(xiàn)場的實際工況,根據(jù)經(jīng)驗確定出不同時間段濕蒸汽的含水程度,然后在積算儀表內(nèi)設(shè)置相應(yīng)的濕度補償運算公式,通過人工輸入蒸汽干度x或濕度y數(shù)值,就可以對濕飽和蒸汽進行濕度補償運算。只要濕度指標估算基本正確,雙方差量的矛盾就可以大大緩解。
通過上述分析,已經(jīng)知道了如何提高渦街流量計測量蒸汽時的度。從根本上我們要選擇合適型號的渦街流量計并且正確安裝是保證渦街流量計測量度的基本前提,不可馬虎,塞萊默與全國各大流量計廠家保持長久緊密的合作關(guān)系,擁有行業(yè)內(nèi)專業(yè)內(nèi)精英技術(shù)團隊,為您解決蒸汽流量計選型、安裝、維護等各種難題,歡迎前來咨詢。