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流量計類      
 
 
 

名 稱: 蒸汽流量計

型 號: ZWL-3111Y80AZ

材 質: 15GrMo 、 12Gr1MoV 、 20G 、 20#鋼、不銹鋼等材質

安 裝: 法蘭式直管段安裝或直接焊接連接

測量介質: 飽和蒸汽、過熱蒸汽

產品說明: 蒸汽流量計采用蒸汽彎管傳感器,是蒸汽測量的一體化產品,結構緊湊,安裝方

便。用于過熱蒸汽和飽和蒸汽的測量。過熱蒸汽配置溫度和壓力補償,飽和蒸汽選擇溫度或壓

力的單一補償方式。廣泛應用于電廠鍋爐出口、外網供汽、蒸汽鍋爐、制藥、化工等行業。

 
一、蒸汽流量計的組成及產品說明
二、蒸汽測量的準確與穩定
 
蒸汽流量計的組成及產品說明
   (一)、蒸汽流量計是采用傳統的差壓式流量計原理,保證產品的耐用性、實用性,使用壽命長等特點,同時測量精度高,穩定性好的優勢。用于蒸汽流量測量的流量測量儀表,蒸汽流量計整套系統由:流量傳感器(彎管傳感器)、智能液晶主機、溫壓補償原件及儀表閥門組件構成。適用于高溫高壓蒸汽,鍋爐出口( 15GrMu 、 12 Gr1MuV 、 20G 、 20 鋼、不銹鋼等材質),蒸汽管網的過熱蒸汽或飽和蒸汽的測量。
    (二)、蒸汽流量計配置表
組  件 數量(臺)
         彎管傳感器 1
    彎管流量計主機(液晶) 1
         差壓變送器 1
         溫度傳感器 1
         壓力變送器 1
         冷凝盤 2
         冷凝圈 1
         三閥組 1
         根部閥 3
         排污閥 2

                 注:如果測量介質是飽和蒸汽,溫度壓力只選擇一種補償

 
     (三)、蒸汽流量計管理系統 (點擊進入)
    (四)、安裝圖
    (五)、現場照片
電廠外網蒸汽流量計 制藥廠蒸汽流量計
 
 
蒸汽測量的準確與穩定
 

    蒸汽是比較特殊的介質,隨著工況(如溫度、壓力)的變化,過熱蒸汽經常會轉變成為飽和蒸汽,形成汽液兩相流介質。對于相流的經常變化的蒸汽,至今為止,工業用流量儀表種類多達60余種,之所以這樣,因為史上還沒有一種對任何流體、任何量程、任何流動狀態以及任何使用條件都使用的流量儀表,流量儀表都有它特定的適用性,也有其局限性。如果流量儀表選擇不當,流量肯定測量不準。

     蒸汽可分為飽和蒸汽和過熱蒸汽。飽和蒸氣又可分為干飽和蒸氣和濕飽和蒸氣。在流量測量過程中,蒸氣的性質有時會產生變易。也就是說,它們之間可能會相互轉換。這對蒸氣流量的準確計量帶來一定的困難。

    1 、蒸氣的密度

    準確確定蒸氣的在線密度是確保蒸氣流量測量精度的最重要的條件之一

    A.飽和蒸氣的密度水經過加熱蒸發變成蒸汽,這就是飽和蒸汽。飽和蒸汽的溫度與壓力之間有著嚴格的一一對應關系。飽和蒸汽的密度可以是其溫度或者是其壓力的單一函數。根據飽和蒸汽的溫度值或者是壓力值的大小,將其代入飽和蒸汽密度計算公式就可以計算出準確的飽和蒸氣的密度值。
    B.過熱蒸氣的密度
    過熱蒸汽是將飽和蒸汽進行再加熱后獲得的一種具有特殊品質的蒸氣。它打破了飽和蒸汽所固有的溫度與壓力嚴格一一對應的關系。也就是說,在固定的蒸汽壓力條件下,凡是溫度超過對應壓力條件下飽和溫度的蒸汽都被稱為過熱蒸汽。由于過熱蒸汽具有過熱度,因此在輸送和流量測量過程中一般不容易發生性質變異(不容易產生冷凝水析出),在流量測量過程中可以將過熱蒸汽作為單一介質看待。

    過熱蒸汽的密度是其溫度和壓力的綜合函數,密度值可以根據過熱蒸汽的溫度值和壓力值通過過熱蒸汽密度計算公式準確計算獲得。天辰蒸汽流量計采用在線溫度、壓力密度補償的方法可以獲得準確的過熱蒸汽密度,可以保證在過熱蒸汽流量測量過程中不會因為密度的問題帶來額外的測量誤差,保證測量的精度。

    2 、蒸氣的流速對流量測量的影響

    管道中蒸汽的實際流速一般都比較大。在正常條件下,蒸氣在管道中的經濟流速在 40 ~ 70m /s 之間。有時蒸氣的流速高達 100m /s 以上也不鮮見。高速的蒸汽對于流量測量元件的影響主要表現為:磨損和沖擊。
    天辰蒸汽流量計傳感器實際上是一個90度標準彎頭,無任何附加節流件或插入件(見圖一),流道通暢,不容易產生磨損,對于微量磨損不敏感,因此,對于管道中可能存在的沖擊影響不大。

L 型

Z 型

圖一 彎管傳感器剖面圖      

    彎管流量計的以上特點與孔板流量計有較大的區別?装鍖δp特別敏感(入口銳角);孔板由于是節流件,對于管道中可能產生的水錘沖擊影響巨大。 很多實際使用的蒸氣孔板, 往往都會或多或少地產生變形(成為碗形)就是由于管道中水錘沖擊造成的。所有這些都會直接影響孔板流量計的測量精度。

    在采用彎管流量計測量蒸氣流量的系統中,由于蒸氣的流速相當高,使彎管傳感器能夠產生足夠大的差壓信號值。這對于差壓變送器的選擇十分有利,對于提高彎管流量計的測量精度十分有利。

    3 、高溫、高壓的蒸汽對流量測量的影響

    高溫、高壓的蒸氣在流量測量過程中對于測量裝置的要求是非常高的。主要表現在:傳感器材質的選擇;安裝的可靠性和安全性;防止發生跑冒滴漏;防止高溫蒸氣對于測量元件的影響和損壞等等。

    彎管傳感器具有各種材質的品種可供選擇。在高溫、高壓的蒸氣管道上安裝使用的彎管傳感器完全可以選用與工藝管道相同材質的彎管(傳感器)。這樣的選擇就很好地解決了傳感器的材質問題。

    彎管傳感器具有良好的耐磨性能,可以長周期、高精度、高穩定地工作。因此,彎管傳感器可以采用直接焊接的方式進行安裝(見圖二)。具體的方法就是將彎管傳感器直接和工藝管道焊接在一起。這樣的安裝方法完全可以解決蒸氣流量測量過程中可能出現的跑冒滴漏的問題。

圖二 現場傳感器采用焊接連接安裝方式

    孔板流量計為了解決跑冒滴漏的問題, 在市場上曾經出現過一種焊接式孔板。但是,由于孔板不具備耐磨的特性,它的檢修周期最長只有一年。 焊接式孔板它是以損失測量精度為代價來解決蒸氣流量測量中的跑冒滴漏問題的,這當然不是一個好辦法。因此,焊接式孔板最終不能夠被人們廣泛接受。

    彎管流量計屬于差壓式流量測量裝置,它是通過差壓變送器將差壓信號轉換成為電信號進行流量測量的。而差壓變送器又是通過導壓管與彎管傳感器連接的。由于導壓管的存在,高溫、高壓蒸汽并不直接與信號轉換器(在這里就是差壓變送器)直接接觸。因此,不存在轉換器受高溫、高壓蒸汽影響的問題。

    這一點與渦街流量計不同。渦街流量計的旋渦檢測元件是直接與蒸汽接觸的,因此,它的耐溫性能就受到限制。

    4 、蒸氣的冷凝對于流量測量的影響

    蒸汽是由水加熱蒸發生成的。對于差壓式流量測量裝置而言,差壓式傳感器(包括:孔板、彎管傳感器、均速管、威力巴測量管等等)必須通過導壓管與差壓變送器連接,將傳感器產生的差壓信號送入差壓變送器進行信號轉換。那么處于導壓管中的蒸汽會因為與環境換熱而冷凝成為冷凝水。

    在蒸汽流量測量過程中,如何妥善解決由于冷凝水的生成而帶來的一系列問題。這是需要我們特別的注意問題。如何保證正負導壓管中冷凝水液面的平衡和穩定保證兩根導壓管中冷凝液液面處于同一高度是保證蒸氣流量測量裝置準確測量的前提條件。如果兩根導壓管中的冷凝液液面高度不相等,那么,冷凝液液柱的高度差會使差壓變送器接受一個附加的差壓值,這個差壓值將使蒸氣流量測量的精度大受影響。

    ( 1 ) 盤式冷凝器

    我們假設與彎管傳感器連接的導壓管具有一段相當長的水平管段,用來代替冷凝罐的工作, 達到保持冷凝水液面的穩定和平衡。所謂相當長的水平管是指即使管道內的蒸氣是過熱度很高的過熱蒸汽,通過相當長管段的導壓管換熱之后保證在相當長的水平管段尾部之前一定有冷凝水產生。其結果是:處于水平管近端(與彎管傳感器連接)導壓管中的介質必然是蒸汽;處于導壓管遠端中的介質必然是冷凝水。蒸汽和冷凝水的交界面必然處于水平導壓管中間的某一點上,具體位置對于冷凝水液柱的高度無關。管道中蒸汽壓力、溫度的變化或者是周圍換熱條件的變化使水平導壓管中的部分冷凝水閃發或者是部分蒸汽冷凝,只會使水汽交界面在水平導壓管中來回移動,它不會造成冷凝水液柱高度的變化。這是因為這根導壓管處于水平狀態下工作的緣故。這樣就保證了導壓管中冷凝液液面的平衡和穩定。

    足夠長的水平導壓管安裝、使用都不方便。如果能夠將足夠長的水平導壓管給它盤起來,加工成為一個水平盤管使用就十分方便、合理。這就是水平盤管產生的原因。彎管流量計配置了專用的水平盤管就解決了冷凝水液面平衡和穩定的問題(見圖三)。

圖三 蒸汽安裝示意圖

    ( 2 )保溫和伴熱

    處于寒冷地區的蒸汽流量測量裝置,差壓變送器測量室和導壓管中的冷凝水容易結冰,造成系統無法正常工作。保溫和伴熱就是蒸氣流量測量必須要考慮的技術措施。

    蒸氣流量測量系統采用保溫和伴熱是一件十分麻煩的事。在可能的條件下將流量測量裝置安裝在環境溫度較高的室內是寒冷地區最佳的選擇。

    在采取伴熱、保溫方案時,要特別注意處于垂直狀態條件下的正負導壓管所處溫度的一致性。這是因為導壓管中(冷凝)水的密度是溫度的函數。如果處于垂直狀態下的兩根導壓管工作在不同的溫度條件下,管內的冷凝水密度是不一樣的。工作溫度差異越大,產生的附加差壓值就越大;垂直距離越高,產生的附加差壓值就越大。這個問題必須引起我們的高度重視。

    解決這個問題的方法是:將處于垂直狀態的正負壓兩根導壓管和伴熱管組合在一起,并保持它們之間有相同的間隔距離,使兩根導壓管中的冷凝水處于同樣的溫度狀態下工作,保證不會因為管道內水的密度不同引起測量偏差。 之所以強調處于垂直狀態下的導壓管而不重視水平導壓管的溫度差,是因為水平導壓管中液體的溫度變化引起的密度變化不會造成差壓值的變化,不會造成測量的附加誤差。

    ( 3 )蒸汽冷凝對于處于停用狀態流量計的影響

    測量蒸汽流量的彎管流量計在實際停止使用蒸汽的狀態下,流量計仍然會有指示這個問題給用戶造成很大的困惑。其實,這也是蒸汽冷凝惹的禍。我們知道,彎管傳感器是安裝在蒸汽管道上進行流量測量的。當用戶停止用汽時,會將蒸汽閥門關閉。但是,彎管傳感器本身仍然處于蒸汽管道中。這時管道中的蒸汽雖然不再正常流動了,但是,隨著管道的冷卻,管道中不斷有部分蒸汽變成為冷凝水,客觀上仍然有蒸汽在管道中無序的流動著。彎管傳感器屬于雙向式流量傳感器,無論蒸汽流動的方向如何改變,它都能夠產生正向的差壓信號。于是,彎管流量計在這樣的狀態下仍然有 “ 相當的流量值 ” ,引起人們的猜疑。如果彎管傳感器安裝在蒸汽截止閥的前面,無論蒸汽截止閥關閉與否,它始終處于蒸汽管道中,蒸汽的冷凝和新蒸汽的補充沒有盡頭,這樣的現象就會更加嚴重一些。但是,這種現象對于蒸汽正常流動時的工作并不產生任何影響。解決停止用汽后依然有流量顯示的方法是二次表設置小信號切除,即當差壓信號低于一定數值后流量計按沒有流量處理。

    5 、彎管傳感器結構形式的選擇

    A. 水平安裝是 “L” 型 90° 彎管傳感器安裝模式的首選

    如果現場安裝的是 90° 彎管傳感器,那么彎管傳感器的安裝狀態是必須注意的一個問題。
    水平安裝的 90° 彎管傳感器,它的兩個取壓孔同樣可以處于水平的狀態下工作。同樣可以保證兩根導壓管中冷凝液液面的平衡和穩定。這樣的安裝方式也可以不考慮對于差壓變送器的遷移和補償。所以,水平安裝是采用 90° 彎管傳感器首選的安裝模式(見圖四)。

圖四 “L” 型 90° 水平轉水平安裝

    B. “Z” 型彎管傳感器是蒸氣流量測量系統的次首選

    彎管傳感器有多種結構形式,安裝在九十度折彎處的 “L” 型 90° 彎管傳感器和安裝在直管上的 “Z” 型彎管傳感器是其中的兩種。由于蒸氣介質的特殊性,在蒸氣流量測量系統中,選擇那一種彎管傳感器對于保證流量測量結果是有一定的影響的。

    “Z” 型彎管傳感器可以安裝在任意空間狀態的直管上工作,且能夠保證兩個取壓孔一定可以處于同一水平位置上。這樣的安裝模式可以保證蒸氣冷凝液液位始終處于相同的水平面上,這時不需要對差壓變送器進行任何的遷移或補償。使系統的工作簡單、方便、準確。因此, “Z” 型彎管傳感器是蒸氣流量測量中次首選的彎管傳感器(見圖五)。

圖五 “Z” 型水平直管段安裝示意圖

垂直直管段安裝示意圖

    C.  處于垂直安裝狀態下工作的 “L” 型 90° 彎管傳感器

    垂直安裝的 “L” 型 90° 彎管傳感器,它的兩個取壓孔不處在同一水平面上。兩個取壓孔之間存在一個高度差。取壓孔位置高度差的存在使兩根導壓管中冷凝液液面存在一個相同數量的冷凝液液位的高度差。這樣的安裝方式必須考慮對于差壓變送器進行相應的遷移和補償才能夠保證系統的正常工作(見圖六)。

圖六 “L” 型 90° 垂直安裝示意圖

    遷移的數值當然是兩個取壓孔位置高度差與冷凝液密度的函數。問題是冷凝液(水)的密度是環境溫度的函數,而環境溫度并不是一個固定值。于是,這樣的測量方法必然會帶來附加的偏差。當環境溫度差異很大時,需要對差壓變送器的遷移值進行實測校準,盡可能減小誤差的產生。

    在條件允許的情況下,我們應該盡可能的避免使用垂直安裝的 “L” 型 90° 彎管傳感器。

    現場圖片:

“Z” 型水平直管段安裝方式

“L” 型垂直安裝方式

“Z” 型垂直直管段安裝方式

“L” 型水平安裝方式

    我們蒸汽彎管流量計分別與渦街流量計運行 72 小時結果進行對比實驗,實驗周期30天,從2005年8月1日至2005年9月1日。實驗過程中每天記錄 9 : 00 , 11 : 00 , 13 : 00 , 15 : 00 四個時間點的數據進行對比,記錄數據包括瞬時流量、累積流量、溫度、壓力等參數。我們隨機選取其中 20 個數據進行分析,數據對比表格如下:

2005 年 8 月 15 日 ~ 8 月 19 日 采集數據對比表

1# 鍋爐

3# 鍋爐

1# 渦街流量計

彎管流量計

示值

誤差 %

3# 渦街流量計

孔板

示值

誤差 %

壓力

(Mpa)

流量

(T/h)

壓力

(Mpa)

流量

(T/h )

壓力

(Mpa)

流量

(T/h)

壓力

(Mpa)

流量

(T/h)

1

9:00

5.45

15.28

3.29

15.51

-1.51

5.45

14.44

1.57

14.91

-3.25

2

11:00

5.54

14.98

3.31

15.34

-2.40

5.54

13.82

1.69

14.07

-1.81

3

13:00

5.53

15.16

3.28

15.3

-0.92

5.53

12.92

1.56

13.44

-4.02

4

15:00

5.45

15.27

3.34

14.83

2.88

5.45

12.03

1.55

12.55

-4.32

5

9:00

5.37

14.37

3.29

14.61

-1.67

5.37

13.16

1.58

13.07

0.68

6

11:00

5.48

14.17

3.26

13.75

2.96

5.48

13.36

1.56

12.85

3.82

7

13:00

5.38

14.3

3.30

14.23

0.49

5.38

14.38

1.59

14.01

2.57

8

15:00

5.43

15.16

3.25

14.75

2.70

5.43

14.46

1.65

13.94

3.60

9

9:00

5.42

14.18

3.01

13.91

1.90

5.42

14.58

1.66

14.09

3.36

10

11:00

5.47

14.3

3.28

14.12

1.26

5.47

11.93

1.66

12.25

-2.68

11

13:00

5.48

14.15

3.30

14.34

-1.34

5.48

12.44

1.61

12

3.54

12

15:00

5.49

14.01

3.30

14.32

-2.21

5.49

13.65

1.69

14.21

-4.10

13

9:00

5.48

13.78

3.19

14.01

-1.67

5.48

12.45

1.64

12.95

-4.02

14

11:00

5.46

14.56

3.33

14.22

-2.34

5.46

13.04

1.57

12.78

1.99

15

13:00

5.52

14.65

3.32

14.23

2.87

5.52

13.14

1.60

13.78

-4.87

16

15:00

5.46

15.04

3.27

14.78

1.73

5.46

13.52

1.66

13.98

-3.40

17

9:00

5.43

14.12

3.31

14.34

-1.56

5.43

14.48

1.69

13.95

3.66

18

11:00

5.44

16.51

3.23

16.02

2.97

5.44

12.55

1.66

13.11

-4.46

19

13:00

5.49

14.52

3.26

14.21

2.13

5.49

13.06

1.79

13.56

-3.83

20

15:00

5.41

14.64

3.29

14.24

2.73

5.41

12.26

1.61

12.88

-5.06

合計

 

 

293.15

 

291.06

0.71

 

265.67

 

268.38

-1.02

    由表中可以看出,在彎管流量計和渦街流量計的對比中,最大示值誤差為 2.97% ,所有 20 組數據對比誤差都在± 3% 以內;在孔板和渦街的對比中,最大示值誤差為 -5.06% ,在 20 組數據對比中,大部分超過± 3% 。因此可以看出彎管流量計精度明顯高于孔板,計量數據更為準確。

    綜上所述,蒸汽流量儀表的選用是非常重要的,準確測量蒸汽流量是生產部門都需要和普遍關心的問題。隨著經濟的發展,提高測量水平的呼聲越來越高。因此,應針對生產實際情況,做一些細致的技術工作,切實探索出一條蒸汽流量測量的成功之路。天辰蒸汽流量計憑借自己獨特的優勢逐漸替代其他流量計被廣大用戶所接受,愿天辰儀表成為您最佳選擇。
 
 

 

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