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梁缠柱:蒸汽计量那些不可不知的事儿

2017-09-22 10:34:43 中国能源网   作者: 梁缠柱 孚雷德(北京)蒸汽节能技术有限公司总经理  

蒸汽流量计本身虽不具备节能功能,但它是蒸汽管理的关键设备,没有计量就没有管理。

蒸汽流量计有助于提高设备运行效率。

通过分析设备用汽量和产量的关系,可以确定设备的最佳工作点,同时,可以检测和判断设备是否结垢或老化,便于及时清洗或更换设备;蒸汽流量计也方便确定厂内主要用汽设备和各自的蒸汽耗量;另外,通过蒸汽用量计录可以发现蒸汽耗量的变化规律和峰值负荷时间,有益于更好地协调安排、错峰生产,解决因锅炉峰值负荷或集中供汽峰值负荷引起的问题。

蒸汽流量计有利于提高能源利用效率。

流量计可以用来对照蒸汽系统改造前后的蒸汽耗量,检验节能改造的效果;还可以根据企业全年产量和蒸汽耗量计算出单品蒸汽用量,通过横、纵向比较了解目前自身的蒸汽利用效率;同样,蒸汽流量计可以对照同类设备或同样生产线间的蒸汽用量,为设备和系统管理提供有力依据。

蒸汽流量计可以用来对加热制程进行蒸汽流量控制。

蒸汽流量计和调节阀配合使用,可以精确控制工艺加热所需蒸汽流率和总蒸汽用量,达到满足工艺加热要求的同时实现节能降耗效果。

蒸汽流量计方便于进行成本核算。

安装于总管的蒸汽流量计除了可用来进行蒸汽结算外,还可以对单位产品的蒸汽成本进行核算。安装于各车间和各生产线上的蒸汽流量计可用来核算出每个车间和生产线各自的单品用汽成本,这些数据可作为内部评比、奖惩等管理行为的有力依据。

然而,蒸汽计量难度大,蒸汽流量计质量参差不齐,蒸汽计量一直是个令客户头疼的问题,经常听到对蒸汽流量计误差大的抱怨。

下面,孚雷德就谈谈蒸汽流量计问题:

流动特性

雷诺数(Re)=(ρ*υ*D)/μ

其中: ρ=密度(kg/m³);

υ=管道内流体的平均速度(m/s);

D=管道内径(m);

μ=动力黏度(Pa·s)

流体的黏度和与管道的摩擦一起减低管壁附近流体的速度。当雷诺数低于2300时,流体的流动一般为层流,即流动的运动都沿管道轴向。管道壁面的摩擦作用使管道中心的流速最高。

当流体速度增加时,雷诺数超过2300,流体的流动逐渐变为湍流并产生更多的漩涡,当雷诺数达到10000时,流体的流动完全为湍流。

为保证蒸汽计量的准确性,应通过蒸汽管道的选择保证雷诺数在1×105和1×106之间。

流量计涉及到几个重要指标:精度、重复性、量程比、可靠性。

精度(%):流量计显示值与实际流量之间的差值称为误差值。该误差值与实际值的百分比称为实际精度;该误差值与满量程的百分比称为满量程精度。

重复性:对同一被测量值进行多次测量时所得结果的一致程度。

量程比:最大流量与最小流量的比值。

可靠性:指流量计正常稳定运行的程度,与故障率相反。

可以用打靶的例子来说明这几个指标。打的环数高低相当于精度的高低,10环精度最高;重复性反应打出同一环数的持续性,重复性高不一定精度高,比如老打6环,重复性高但精度低。10环、8环、9环,又10环,虽然环数都挺高,但表现不稳定、波动大,相当于精度不错但重复性差;量程比可理解为能打中靶的最远距离和最近距离的比值,值越大越好;可靠性反映打靶者表现的稳定程度,脱靶或打在他人靶上都属于可靠性低的表现。

目前,常用的蒸汽流量计主要是涡街流量计。涡街流量计以其精度高、量程比大和压力损失小等优点赢得广泛应用,然而,在实际应用中,其实际误差常常远超出用户的预料。

要实现蒸汽的准确计量,流量计的正确选型和安装是基本保障。流量计选型要考虑的因素有:精确度、重复性、流量范围、压力损失、安装环境、流动方向、管道水平与垂直状况、前后直管段、前后阀门位置、防护等级、防爆要求、电器干扰等。流量计的口径选择至关重要。

要想计量准确,涡街流量计需在一定的雷诺数范围内运行,比如对于蒸汽计量,雷诺数在1×105和1×106。还有,正确安装流量计,前后留有足够的直管段,且管道内径要与流量计内径一致。

常被忽略的细节会影响流量计精度。

例如,使用内径小于表口径的垫片;法兰连接表装偏,密封垫装偏;介质温度超限;蒸汽含水量大;饱和蒸汽流速过高时,流过流量计的压损较大,出现过热状态,误以饱和蒸汽密度计算过热蒸汽质量流量;高流速时,涡街流量计的取压孔过小或有毛刺会影响压力值,进而影响蒸汽质量计量;蒸汽高于300℃,没有对涡街流量计的K系数进行修正;流量计量程或参数设置不正确;管道有强烈震动(连续运行时不受震动影响,但无流动介质时,管道震动会引起流量计产生输出。)




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