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如何减少蒸汽流量计量误差


文章日期:2019-08-18|阅读数:


如何减少蒸汽流量计量误差?由于目前蒸汽计量仪表在选型和安装等方面还存在许多问题,也缺乏有效的维护管理措施,因此蒸汽测量仪表的测量准确性无法得到保障。容易引起供用双方之间的利益矛盾,引发经济利益纠纷。因此,有必要对蒸汽流量测量误差的产生原因进行深入分析,进而采取有效的降低措施,提高蒸汽流量测量的准确性。
 
如何减少蒸汽流量计量误差
 
一、蒸汽流量测量的误差分析
 
1.蒸汽密度因素
 
质量流量是蒸汽流量检测的重要方式,其介质为过饱和的蒸汽或者单项蒸汽,同时体积的测量与密度的测量直接影响蒸汽的质量流量。测量蒸气密度通常需要温度与压力的补偿,通常可以使用查表法或者简单的数学公式,而由于测量的温度、压力存在误差,使得蒸汽流量的测量缺乏专区性。
 
2.差压信号传输误差
 
差压信号传输的误差主要体现在以下三方面:
 
(1)变送器或者冷凝罐的侧压不等引起误差。当测量流量的取样管、冷凝罐的高度存在差异,或者变送器在安装的过程中其位置没有达到水平要求,就会产生相应的压力,进而影响测量的准确性;
 
(2)引压管线导致传送失真。如果引压管线的安装不符合具体的要求与标准,就会影响管内气泡升至母管的速度,使得冷凝液无法以最快的速度充满整个管路,进而影响信号的准确性;
 
(3)取样管的接头渗漏,导致测量偏差。取样管的接头存在接头渗漏等问题,当停止供热时,冷凝管便无法再生成泠凝水。一旦此时的管路接头依然存在渗漏,就会使取样管内部冷凝水的高度存在差异,进而形成静压,如果低压侧的冷凝水高度低于高压侧,就会形成一定的供热流量,最终导致蒸汽流量测量的偏差。
 
3.取样变送器故障
 
如果测量蒸汽流量的取样变送器发生故障,就会导致测量漂移,造成测量结果具有一定的误差。由于流量计零点受模拟器件时漂、温漂的双重影响,一旦差压信号在传递过程中发生失真、振动等侵扰,就会导致流量计的零点发生漂移。
 
二、工业供热蒸汽流量测量误差的降低措施
 
简单了解工业供热蒸汽流量测量的误差来源后,笔者将围绕计量仪表的合理设计选型、涡街流量计的正确安装、加强计量仪表的维护管理三方面降低误差措施进行深入分析。
 
1.计量仪表的合理设计选型
 
计量仪表的设计选型首先需要考虑的是常用、最小、最大蒸汽耗用量,同时蒸汽的品质也必须纳入分析范畴,只有将常用、最小、最大三种状态的蒸汽耗用量实现数据量化表达,设计人员才能够获得流量咨询单作为设计参考,可能出现的设计误差由此便能够得以避免。
 
为了进一步提升计量仪表选型设计质量,类型选择、规格型号确认也是设计人员需要考虑的重点。这里的类型选择指的是蒸汽流量长期较小的低压蒸汽使用涡街流量计,而流量大且稳定的用户推荐使用差压式流量计,前者一般指 DN300 以下的蒸汽管道,后者则多指DN400 以上的蒸汽管道;规格型号确认指的是计量仪表的设计需要同时满足最大与最小计量准确性要求,如果这一过程中用户出现管径大、差压低问题,设计人员便可以通过合理缩径解决该问题。值得注意的是,一些流量差异较小或流量变化较大的用户在计量仪表设计选型中往往存在着较高难度,因此笔者建议前者选择微差压变压器,后者则采用双变送器,这样二者的工业供热蒸汽流量测量精度就能够得到更好满足。
 
2.涡街流量计的正确安装
 
涡街流量计多用于 DN300 以下的蒸汽管道,而为了保证其测量精度,涡街流量计的安装必须得到重视。涡街流量计的安装位置直接影响其测量进度,安装人员必须认识到说明书所示的直管道要求仅为保证测量精度的最低条件,同时了解涡街流量计对管道机械振动与脉动流的敏感,这样才能够保证涡街流量计安装于最优位置。此外,涡街流量计的测量精度还会受到射频干扰、蒸汽带水、管道内异物的影响,这些也必须被纳入涡街流量计安装的注意事项中。相较于普通涡街流量计,一体型涡街流量计对于环境温度的要求较高,这就使得很多时候蒸汽管道的保温性能会影响其测量精度,这点同样需要纳入安装人员考量。
 
3.加强计量仪表的维护管理
 
计量仪表的维护管理需要实现定期与不定期的巡检结合,并同时做好定期的检定工作。其中,定期与不定期巡检需要将目光集中在涡街疏水阀工作状态、平衡阀门关闭严密程度、仪表铅封状态、箱门开关记录、热网状态参数、温压补偿参数准确性、重要部件的腐蚀度等环节;定期检定工作则需要严格结合检定管理制度做好计量仪表的定期送检。值得注意的是,当计量仪表出现异常工况时,相关负责人员需要立即开展检定检验工作。
 
三、怎样减少蒸汽流量计计量时的误差
 
1.蒸汽的密度补偿要科学准确
 
为了正确计量蒸汽的质量流量,必须考虑蒸汽压力和温度的变化,通过流量积算仪对蒸汽密度进行补偿。测量蒸汽温度的铂电阻一定要规范安装:测温铂热电阻插入管道中心位置、铂热电阻安装在流量计下游的5倍管径处、安装铂热电阻的管道位置采取保温措施等,确保测得的温度数值准确。在蒸汽压力的测量中一定要注意,如果采用引压管引压,必须进行零点迁移(因为引压管内冷凝水的重力作用会使压力变送器测量到的压力与实际压力之间出现一定的差值,引起密度补偿的误差),也可在流量积算仪内进行修正。压力变送器安装在蒸汽流量计下游的4倍管径处,压力变送器前的阀门、密封垫应完好畅通,以保证蒸汽压力的准确测量。如果采用设定压力、温度进行补偿,所设定的数值应力求接近实际,否则误差很大,一般不建议采用。
 
在流量积算仪中要正确设定蒸汽流量计的运行状态,这对蒸汽费用的正确计算至关重要。对于蒸汽状态不好明确判断的使用场合,建议采用智能型流量积算仪,配合铂电阻、压力变送器进行温度、压力补偿,这样所计量的蒸汽质量流量最准确。
 
2.现场存在的振动和电磁干扰应避免
 
蒸汽流量计应用最多的涡街流量计受设计原理的影响,对机械振动比较敏感,计量结果易受振动干扰,应对蒸汽流量计前后管段作可靠的支撑设计,加装振动缓冲部件,如管道振动不可避免,应选用抗干扰能力相对强的蒸汽流量计(如气体超声波流量计、智能式涡街流量计、差压式流量计等)。如果蒸汽流量计现场存在振动干扰,就会对在用的涡街蒸汽流量 计产生低频率的脉冲信号影响,蒸汽流量计就会将这些脉冲作为流量信号传递给流量积算仪,形成累计流量,导致部分涡街蒸汽流量计在一段时间不用蒸汽的情况下仍然会有一定量的数值累计。这就是“不用汽而流量计走字”的原因,因此蒸汽用户在不用蒸汽的情况下,也要与供汽单位共同记好表底,防止蒸汽流量计“空跑”。
 
3.蒸汽流量计的量程比要合理
 
量程比是指一个流量计在能确保给定的准确度范围内,所能测量的最大流量和最小流量之比。用户要根据自己的实际使用量选择流量计,理论上待选蒸汽流量计的量程要完全覆盖用户的使用量程。超过流量上限和低于流量下限使用都会造成蒸汽流量计计量的严重不准。比如:实际平均流量为5t/h的涡街蒸汽流量计,一般应选择口径为150mm的涡街流量计,但是当流量降低到0.3t/h或超过15t/h时,流量计就会出现严重计量失准。
 
4.蒸汽流量计上下游直管段的正确安装
 
对于传统的涡街流量计,其前后安装直管段要求分别为20倍管径和5倍管径(这是流量计的前面无阀门等障碍物的技术要求;有障碍物还要增加直管段,具体见厂家的说明书)。如果上下游直管段不够,就会导致管道内蒸汽流动未充分发展,在流速分布剖面发生畸变。用户可通过在蒸汽流量计前安装流动调整器或增加直管段来调整管道的流速分布,使蒸汽流量计处的流体为充分发展状态。对于一些大口径蒸汽流量计,满足上下游直管段的安装要求更为重要。
 
四、蒸汽流量计的运行与维护
 
1.在需要清洗工艺管道时,清洗液体不能直接通过流量计。应该打开旁路阀,让清洗液体流经旁路管线来完成工艺管道清洗工作。
 
2.管道系统启动时应当先开旁路管线,以防止因流速突然增加使涡轮因转速过大而损坏流量计。
 
3.在使用流量计之前,应该仔细阅读产品使用说明书,以保证对仪表事先有全面的了解。
 
4.要求被测介质洁净,以减少轴承磨损。尽管在流量计前加装了过滤器,但仍有杂质进入表内而造成磨损,为此需定期检修,一旦有卡阻现象应立即清洗,以确保计量结果的准确性。
 
5.工艺介质的密度和黏度变化对仪表测量结果有影响。当测量液体介质流量时,其温度与压力的变化对其密度影响很小,一般可忽略不计;但当测量气体介质流量时,其温度、压力改变后对气体的密度影响很大,这时需对其介质的密度进行温、压补偿,以实现被测介质流量的准确检测或计量。除关注被测介质的密度变化对仪表测量结果的影响外,还应注意被测介质黏度的变化。当被测介质黏度的变化较大时,应将流量计予以重新标定后方可使用。
 
6.流量计不能垂直安装。当测量管道有弯曲现象时,将会引起流体的旋转,影响涡轮转数改变,使仪表的测量误差增大。
 


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