蒸汽计量仪表的选用及安装和维护

丁超

徐州润源热力有限公司  江苏省徐州市  221000

摘要：摘要：蒸汽作为一种重要的能源物质，制浆造纸企业有很多工段都需使用蒸汽。这些蒸汽要么外购，要么来自企业自备电厂。为了进行能耗计算或者成本核算，通常需要使用流量计对消耗的蒸汽进行准确计量。本文首先对蒸汽计量仪表的选用进行了分析，然后对蒸汽计量仪表的安装进行了分析，接着对蒸汽计量仪表的维护进行了分析，最后希望本文的研究，对今后的专家学者研究与此相关的课题有一定的参考价值。

关键词：蒸汽计量仪表；选用；安装；维护

1蒸汽仪表类型

1.1差压式流量计

利用差压变送器测量流体，通过节流元件时因为流速变化在节流元件前后产生的压差来计算流量，不同节流元件的差压式流量计的测量原理相同。这种测量方法以流动连续方程和伯努利方程为基础。压差的大小不仅与流量有关，还与节流元件结构形式或管道内流体的物理性质等因素有关，因此流量计算需考虑各种影响因素的修正系数。差压式流量计测量范围度窄，由于差压信号与流量为平方关系，一般范围度为（3∶1）～（4∶1）。根据不同的应用场合和精度要求，每个节流元件都有自己的特点和优势，比如孔板具有较高的精度；喷嘴相较孔板具有流出系数稳定，压损较低（相同工况下为孔板的30%～50%）的特点，很适合蒸汽流量的测量；文丘里管则要求前后直管段较短。

1.2涡街流量计

涡街流量计是一种发展迅速并获得广泛应用的新型流量计。其流量测量原理是在流体中设置旋涡发生体，旋涡发生体两侧交替产生有规则的旋涡，传感器通过测量旋涡发生体的振动频率得到旋涡发生的频率，根据旋涡发生频率可以通过公式计算得到流体流量。涡街流量计测量范围度宽，可达（10∶1）～（20∶1）或更大，可用于测量大幅波动的工艺过程的流量；输出与流量成正比的脉冲信号，无零点漂移；压损较小，约为孔板流量计的1/2～1/4；不适用于低雷诺数（Re＜2×104）场合；仪表系数较低，信号分辨率随口径增大而降低，影响测量精度，故口径不宜过大，满管式涡街流量计应用于中小口径（DN15～DN600），插入式涡街流量计可用于DN600以上孔径。

1.3超声波流量计

通过检测流体流动对超声波的影响，从而测出流体的体积流量。超声波流量计有几种不同的测量原理，比如传播时间法、多普勒效应法、波束偏移法等。其中基于传播时间法的超声波流量计可以用于测量蒸汽的流量。测量蒸汽时一般选择传播时间法超声波流量计，通过同时测量顺流向和逆流向两路声波的传播时间差计算出流体流速，然后通过公式计算将流速转换为流量。超声波流量计具有测量范围度宽，可达10∶1；长期稳定性好；测量精度高；口径范围大以及适用介质温度高等特点。

1.4金属浮子流量计

采用可变面积式测量原理，用于测量连续封装管道中液体和气体的体积流量的测量。它可用于小流量、低流速的测量场合，也可用于测量低雷诺数的场合，有效测量范围度宽，可达10∶1，金属浮子流量计一般用于口径不超过DN100的工艺管道上。

2蒸汽计量仪表的选用

2.1准确度

流量测量的精度与测量范围密切相关，固定流速和特定流速范围下的使用精度不同。所选仪表的精度如何检查或验证仪表的准确性是否容易？弄清这些问题是必要的。当不仅测量总流量，而且将其用于流量控制时，测试仪表的精度要高于总控制精度。这不仅是由于所有仪表上的流量检测存在误差，还归因于执行信号传输配置控制操作的机制中的误差。但是，如果仪表选择的准确性非常高，则价格十分昂贵。对于仪表，需要适当地配置传感器和光标之间的精度。例如，使用高准确度的差压变送器与误差在0.25%以上的未经实流标定的差压式流量计相配没有意义。通常，流量的精度取决于流量宽度。例如，如果实际应用是针对特定的流量或非常窄的流量范围，则流量是恒定的或者变化小，每隔一小段时间测定一次，然后可以提高实际测量精度。如果可以在此目标上重新标定，则可以提高精度。当用于公司会计时，要求很高的精度，并且精度的维持时间和是否容易重新标定是重要因素。比较每个仪表的性能指标时，请注意误差，分为引用误差和相对误差。过去，瞬时流量计的误差通常并不精确，因为它通常是指引用误差。如果使用实际的相对误差来操作，则应进行检查并标明。还应注意，制造商提供的产品规格精度与主要误差范围有关，这将在现场环境中的动态现场条件中引入新的误差。仪表使用的准确性应该是原始误差和由体积效应引起的附加误差的组合。如果影响较大，则附加误差可能会大于原始测量误差。

2.2线性度

蒸汽流量计的输出是线性和非线性的。总测量误差不会显示在各个指示器上，但是会出现原始误差。所以，所用仪器的线性与大范围脉冲输出的总流速是一个重要指标。使用时，则在流场中需要使用相同的测量系数。线性度较差使仪表的准确性降低。在计算机技术的发展中，计算机技术已用于解决仪表系统非线性，这提高了仪表的精度并增加了流量范围。

2.3压力损失

一些流量测量传感器没有阻力元件，但是大多数流量传感器需要改变流向，从而产生有时高达+lokPa的压力损失。这样的压力不能节省能量，在蒸汽流量测量中是不允许的。因此，最近为此目的开发了超声波流量计，为此也尝试选择一种能测量蒸汽流量的涡街流量传感器。

3蒸汽计量仪表的安装

蒸汽表必须正确安装和使用。否则，仪表将处于异常的操作状态。例如，锅炉出口附近的蒸汽计或弯头附近的蒸汽计未正确安装在管道的最低点以确保安装正确。（1）在安装的设备前后，必须有足够长的直段；（2）不能将其安装在整个蒸汽通道的最低点。另外，蒸汽的正确使用也不容忽视。例如，分流旋翼式蒸汽压力表在使用前必须把注水箱灌满阻尼水，以便该压力表能够准确地测量。使用孔板流量计，必须首先在前两个引压管中注入冷水，以正确控制冷水，隔离蒸汽温度防止损坏仪表。使用涡街流量计时应格外小心，由于高温和高振动，涡街传感器的正确使用是非常必要的，因此在操作过程中应严格监控降低温度和振动的必要措施以及仪表的方波信号输出。如果有错误的干扰信号，请停止操作并进行检查以消除原因。否则，测量结果无效。

4蒸汽计量仪表的维护

4.1定期和不定期巡检工作相结合，确保维护工作有效开展

（1）正确操作涡街疏水阀，使涡街装置满足途中蒸汽干燥的要求，提高测量精度；（2）威力巴流量计高低压侧取样的管与第一、第二次门的开度相同，平衡阀关闭，排水阀不泄漏；（3）仪表完好铅封；（4）检查UPS是否有故障，并进行测试，以确保警报系统是正常的；（5）定期检查蒸汽参数的变化，并根据监控系统提供的数据进行目标性检查；（6）定期监测加热参数的状态参数。在总分管段调查测量相关参数（例如温度，压力，流速，管道损耗和其他参数）波动的原因，确定这是否正常，及时进行检查，并确保测量系统准确可靠并提供数据；

4.2开展定期检定工作

认真执行贸易计量仪表的管理制度，并定期提交检查仪表。在特殊情况下，始终进行监视和检查工作，以确保及时检查和评估测量仪表的异常运行状态，并尽快恢复测量。

4.3出现偏离设计工况时采取的技术措施

一些客户对流量计量的温压补偿有疑问。假定只有具有温度和压力补偿功能的仪表才能抵消功能参数变化对测量精度的影响。所有流量计都必须根据相关的测量条件进行设计和制造。某些条件下功能参数的偏差会影响测量的准确性，对于差压式流量计，这种影响尤为明显。在正常条件下，温度和压力参数可以在10％左右的特定偏差范围内实现更精确的测量补偿，但是高于10％以上建议计算新工况差压值，重新设定变送器量程。如果偏差很大，则必须更换流量计。

5结束语

本文首先从准确度、线性度以及压力损失等三个方面对蒸汽计量仪表的选用进行了分析，然后对蒸汽计量仪表的安装进行了分析，最后从定期和不定期巡检工作相结合，确保维护工作有效开展、开展定期检定工作以及出现偏离设计工况时采取的技术措施等三个方面对蒸汽计量仪表的维护进行了分析。

参考文献

[1]陆德民.石油化工自动控制设计手册（第三版）[M].北京:化学工业出版社,2011:69-100.

[2]蔡武昌,孙淮清,纪纲.流量测量方法和仪表的选用[M].北京:化学工业出版社,2001:301-322.

[3]郭建雄.蒸汽流量测量的温度、压力补偿原理与DCS算法[J].山西焦煤科技,2008(1).