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關(guān)于蒸汽流量測量的討論

      從分析蒸汽特性入手，詳細(xì)介紹各種流量儀表的特點(diǎn)和適用范圍，以及測量蒸汽流量的*方案。
      蒸汽流量計(jì)測量難度較大，其中主要原因分析如下。
    1．蒸汽的特點(diǎn)
     蒸汽是比較特殊的介質(zhì)，隨著工況（如溫度、壓力）的變化，過熱蒸汽經(jīng)常會(huì)轉(zhuǎn)變成為飽和蒸汽，形成汽液兩相流介質(zhì)。對于相流的經(jīng)常變化的蒸汽，使用目前流量儀表測量氣流量，肯定會(huì)存在測不準(zhǔn)的問題。這個(gè)問題的解決方法是保持蒸汽的過熱度，盡量減少蒸汽的含水量，例如加強(qiáng)蒸汽管道的保溫措施，減少蒸汽的壓力損失等，以提高測量的準(zhǔn)確度。然而這些方法并不能*解決蒸汽流量測不準(zhǔn)的問題，然而解決問題的根本辦法是開發(fā)一種可測兩相流動(dòng)介質(zhì)的流量儀表。
    2．流量儀表的選型
    　　在選擇流量儀表時(shí)應(yīng)考慮5個(gè)主要因素：被測流體特性、生產(chǎn)工藝情況、安裝條件、維護(hù)需求以及流量儀表的特性。對蒸汽流量計(jì)而言，同樣要考慮以上5個(gè)因素。這里，著重討論流量儀表的特性、安裝條件、維護(hù)需求以及選用流量儀表應(yīng)注意的幾個(gè)問題。
    　　目前，測量蒸汽流量的儀表主要有渦街流量計(jì)、差壓式流量計(jì)、分流旋翼式流量計(jì)、阿牛巴流量計(jì),浮子式流量計(jì)等,蒸汽流量計(jì),這里主要討論渦街流量計(jì)、孔板流量計(jì)和彎管流量計(jì)。
    2.1 渦街流量計(jì)
    　　渦街流量計(jì)是基于卡門渦街原理而研制成功的一種新型蒸汽流量計(jì)，70年代以來得到了迅速發(fā)展。是孔板流量計(jì)的替代產(chǎn)品之一。
    具有以下特點(diǎn)：
    1、結(jié)構(gòu)簡單牢固，無可動(dòng)部件；
    2、維護(hù)十分方便，安裝費(fèi)用低；
    3、測量范圍寬，量程比可達(dá)1：10
    4、壓力損失較小，運(yùn)行費(fèi)用低；
    5、應(yīng)用范圍廣，氣體、液體的流量均可測量；
    但渦街流量計(jì)存在一定的局限性：
    1、蒸汽流量計(jì)是一種速度式流量計(jì)，旋渦分離的穩(wěn)定性受流速影響，故它對直管段有一定的要求，一般是*D、后5D；
    2、 測量液體時(shí)，上限流速受壓損和氣蝕現(xiàn)象限制，一般是0.5-8m/s；
    3、測量氣體是，上限流速受介質(zhì)可壓縮性變化的限制，下限流速受雷諾數(shù)和傳感器靈敏度的限制，蒸汽是8-25m/s；
    4、 應(yīng)力式渦街流量計(jì)對振動(dòng)較為敏感，故在振動(dòng)較大的管道安裝流量計(jì)時(shí)，管道要有一定的減震措施；
    5、應(yīng)力式渦街流量計(jì)采用壓電晶體作為檢測傳感器，故其受溫度的限制，一般為-40-+300℃。
    2.2 孔板流量計(jì)
    　　孔板蒸汽流量計(jì)流量計(jì)應(yīng)用歷史悠久，有標(biāo)準(zhǔn)，理論精度高，應(yīng)用十分普遍，但經(jīng)過幾十年的應(yīng)用，發(fā)現(xiàn)孔板流量計(jì)有以下不足：
    1、 應(yīng)用中許多因素（設(shè)計(jì)參數(shù)與工況參數(shù)不符，上游直管段不足，孔板和管道不同心，孔板A面受污，銳角磨損等）對其測量精度有非常大的影響，使其測量誤差較大；
    2、 安裝較為麻煩，維護(hù)及拆洗的工作量較大；
    3、 流量量程比為1：3，局限性大；
    4、 若安裝不正確，容易發(fā)生蒸汽泄漏；
    5、 壓力損失較大，運(yùn)行費(fèi)用高。
    2.3 彎管流量計(jì)
    1、 結(jié)構(gòu)簡單，價(jià)格低。彎管傳感器實(shí)際上是一個(gè)90度標(biāo)準(zhǔn)彎頭，沒有比它結(jié)構(gòu)更簡單的流量傳感器了。隨著機(jī)械加工工業(yè)的發(fā)展和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化及規(guī)范化管理的不斷完善，用作彎管傳感器的標(biāo)準(zhǔn)機(jī)制彎頭其質(zhì)量越來越好，價(jià)格也越來越低；
    2、 無任何附加節(jié)流件或插入件,蒸汽流量計(jì)可大大降低流體在管道內(nèi)輸送的動(dòng)力消耗，節(jié)約能源，尤其對那些大系統(tǒng)、大管徑、低壓頭的測量對象好處更加明顯。
    　　下面舉一個(gè)簡單的例子予以說明。為維持一臺(tái)安裝在每小時(shí)數(shù)千噸流量供熱管道的孔板流量計(jì)正常運(yùn)行，一個(gè)采暖季節(jié)約需多耗電數(shù)萬度，折合人民幣數(shù)萬元。這里僅考慮孔板流量計(jì)壓力損失為幾千帕，實(shí)際運(yùn)行時(shí)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過這個(gè)值。即便是這幾千帕的壓力損失，它所造成的附加運(yùn)行費(fèi)用也是不可忽視的。目前熱力管網(wǎng)用主管道流量范圍在不同的壓力損失時(shí)，孔板流量計(jì)引起的循環(huán)泵額外耗電量、電耗費(fèi)用、折合標(biāo)準(zhǔn)煤量、購煤費(fèi)用的單臺(tái)孔板流量計(jì)在一個(gè)取暖季節(jié)運(yùn)行費(fèi)用，其中運(yùn)行天數(shù)按120天、電價(jià)按0.35元／度、標(biāo)準(zhǔn)煤價(jià)按200元/t計(jì)算，一個(gè)流量為4000m3/h的中型熱網(wǎng)，當(dāng)孔板壓力損失為30千帕?xí)r，僅一臺(tái)孔板流量計(jì)就多耗9.6萬度電，運(yùn)行費(fèi)用為3.12萬元，對于流量為10000m3/h的大型熱網(wǎng)，額外耗電量達(dá)24萬度，運(yùn)行費(fèi)用7.8萬元。而彎管流量計(jì)是沒有附加阻力損失的，如果用彎管蒸汽流量計(jì)計(jì)替代孔板流量計(jì)進(jìn)行計(jì)量，就可大大地減少運(yùn)行費(fèi)用，獲得可觀的經(jīng)濟(jì)效益；
    3、 彎管蒸汽流量計(jì)傳感器耐磨損，對微量磨損不敏感；
    4、 可采用直接焊接法進(jìn)行安裝，使現(xiàn)場跑冒滴漏的麻煩得到*的解決；
    5、 適應(yīng)性強(qiáng)，量程范圍寬，直管段要求不嚴(yán)。只要是可以用孔板、蒸汽流量計(jì)、渦街、均速管流量計(jì)來測量的管道內(nèi)流體流量都可以用彎管流量計(jì)進(jìn)行測量，而且在耐高溫、耐高壓、耐沖擊、耐振動(dòng)、耐潮濕、耐粉塵等方面，彎管流量計(jì)遠(yuǎn)優(yōu)于其它流量計(jì)。