一、一體式蒸汽流量計(jì)種類

流量計(jì)的種類很多，但測量蒸汽的流量計(jì)的產(chǎn)品就相對較少，目前，測量蒸汽流量的儀表主要有渦街流量計(jì)、差壓式（孔板、均速管、彎管）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。

 

工業(yè)用流量儀表種類多達(dá)60余種，之所以這樣，因?yàn)槭飞线€沒有一種對任何流體、任何量程、任何流動(dòng)狀態(tài)以及任何使用條件都使用的流量儀表，每種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(dāng)，流量肯定測量不準(zhǔn)。而且流量測量是一復(fù)雜的技術(shù)，而流量儀表種類繁多，即使針對某一確定的應(yīng)用，選擇一合適的流量儀表也就變成一項(xiàng)技術(shù)性很強(qiáng)的工作，需要在作出*終選擇之前仔細(xì)而深入地考慮和權(quán)衡許多與測量問題有關(guān)的因素。

 

選流量計(jì)有5個(gè)主要因素：被測流體特性、生產(chǎn)工藝情況（溫度、壓力等）、安裝條件、維護(hù)需求以及流量儀表的特性。對蒸汽計(jì)量而言，同樣需要考慮以上5個(gè)因素。

 

市場上測量蒸汽流量*常用是渦街流量計(jì)、孔板式差壓流量計(jì)（大口徑上常用）、分流旋翼式流量計(jì)（主要機(jī)械式，目前也有電子數(shù)顯式的生產(chǎn)）這三種。

 

下面主要介紹這三種一體式蒸汽流量計(jì)的特點(diǎn)及安裝使用要求。

 

二、各種流量計(jì)的特點(diǎn)介紹

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流量計(jì)，由于它具有其它流量計(jì)不可兼得的優(yōu)點(diǎn)，70年代以來得到了迅速發(fā)展。據(jù)介紹，現(xiàn)在日本、歐美等發(fā)達(dá)**使用渦街流量計(jì)的比例大幅度上升，已經(jīng)廣泛用于各個(gè)領(lǐng)域，將在未來流量儀表中占主導(dǎo)地位，是孔板流量計(jì)的理想替代產(chǎn)品。

 

它有以下特點(diǎn)：

①結(jié)構(gòu)簡單牢固，無可動(dòng)部件，長期運(yùn)行十分可靠；

②維護(hù)十分方便，安裝費(fèi)用低；

③傳感器不直接接觸介質(zhì)，性能穩(wěn)定，壽命長；

④輸出是與流量成正比的脈沖信號，無零點(diǎn)漂移，精度高，并方便與計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)；

⑤測量范圍寬，量程比可達(dá)1：10

⑥壓力損失小，運(yùn)行費(fèi)用低，更具節(jié)能意義；

⑦在一定的雷諾數(shù)范圍內(nèi)，輸出信號頻率不受流體物理性質(zhì)和組分變化影響，儀表系數(shù)僅與漩渦發(fā)生體的形狀和尺寸有關(guān)，測量流體的體積流量無需補(bǔ)償，調(diào)換配件后無需重新標(biāo)定儀表的系數(shù)；

⑧應(yīng)用范圍廣，氣體、液體的流量均可測量；

⑨檢定周期為2-4年。

 

同時(shí)渦街流量計(jì)也存在以下一定的局限性：

①渦街流量計(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，一般是前10D、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℃。

圖一、一體式帶溫壓補(bǔ)償渦街流量計(jì)

 

2、差壓式孔板流量計(jì)

孔板流量計(jì)又稱為差壓式流量計(jì)，是由一次檢測件(節(jié)流件)和二次裝置(差壓變送器和流量顯示儀)組成，廣泛應(yīng)用于氣體、蒸汽和液體的流量測量。

 

具有結(jié)構(gòu)簡單，維修方便，性能穩(wěn)定，使用可靠等特點(diǎn)。

▲節(jié)流裝置結(jié)構(gòu)易于復(fù)制，簡單、牢固，性能穩(wěn)定可靠，使用期限長，價(jià)格低廉。

▲孔板計(jì)算采用國際標(biāo)準(zhǔn)與加工

▲應(yīng)用范圍廣，全部單相流皆可測量，部分混相流亦可應(yīng)用。

▲標(biāo)準(zhǔn)型節(jié)流裝置無須實(shí)流校準(zhǔn)，即可投用。

▲一體型孔板安裝更簡單，無須引壓管，可直接接差壓變送器和壓力變送器。

 

孔板流量計(jì)安裝對管道的要求：

1．孔板流量計(jì)安裝時(shí)應(yīng)配有一段測量管,至少保持前10DN、后5DN的等徑直管段，以提高測量精度。

2．在孔板流量計(jì)前后若需安裝閥門，*好選閘閥且在運(yùn)行中全開；調(diào)節(jié)閥則應(yīng)在下游5DN之后的管路中。

3．引壓管路的內(nèi)徑與管路長度和介質(zhì)臟污程度有關(guān)，通常在45米以內(nèi)用內(nèi)徑為8-12mm的管子。

4．測量液體流量時(shí)引壓管水平段應(yīng)在同一水平面內(nèi)。若是在垂直管道上安裝節(jié)流件，引壓短管之間相距一定的距離（垂線方向），這對差壓變送器的零點(diǎn)有影響，應(yīng)通過“零點(diǎn)遷移”來校正。

5．引壓管路應(yīng)有牢固的支架托承，兩根取壓管路應(yīng)盡可能互相靠近并遠(yuǎn)離熱源或震動(dòng)源，測量水蒸汽流量時(shí)，應(yīng)用保溫材料一同包扎，必須時(shí)（如氣溫0℃以下）加伴熱管防止結(jié)冰。在測量臟污流量時(shí)，應(yīng)附設(shè)隔離器或沉降器。

6．引壓管路內(nèi)必須始終保持單相流體狀態(tài)。被測流體是氣體時(shí)，引壓管路（包括差壓計(jì)的壓力腔）內(nèi)全部是氣相；被測流體是液體時(shí)，引壓管路內(nèi)全部是液相，絕對不能有氣泡。為此應(yīng)在引壓管路的*低點(diǎn)裝排水閥或在*高點(diǎn)裝排氣閥，在新裝或檢修差壓變送器時(shí)時(shí)應(yīng)特別注意。

圖二、孔板差壓式流量計(jì)

 

3、分流旋翼型蒸汽流量計(jì)

旋翼型蒸汽流量計(jì)，是測量蒸汽累積質(zhì)量流量的的專用儀表，具有機(jī)械式和智能式兩種結(jié)構(gòu)型式；通過指示器表盤（機(jī)械式）或液晶顯示屏（智能式）現(xiàn)場顯示，精確的讀出流過該表的全部蒸汽的質(zhì)量，也可輸出脈沖信號，同時(shí)具有手動(dòng)壓力補(bǔ)償或自動(dòng)溫度補(bǔ)償功能。由于該流量計(jì)結(jié)構(gòu)簡單，價(jià)位適中，測量范圍度寬，廣泛適用于石油、化工、紡織、供熱等部門需要蒸汽流量計(jì)量的場合。

 

被測蒸汽流經(jīng)流量計(jì)本體時(shí)由孔板節(jié)流，在前后壓差的作用下，一部分蒸汽通過噴嘴進(jìn)入分流管噴嘴形成的射流推動(dòng)轉(zhuǎn)子軸以上端的翼輪旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)子軸下端有兩阻尼葉片在注滿阻尼液的阻尼室中作阻尼轉(zhuǎn)動(dòng)，使翼輪能充分吸收射流的動(dòng)能。翼輪的旋轉(zhuǎn)力矩與阻尼力矩相平衡時(shí)，翼輪的轉(zhuǎn)速與流經(jīng)流量計(jì)被測蒸汽的質(zhì)量流量成正比，通過修正，分度，由指示器表盤反映出累積蒸汽的實(shí)際流量。

圖三、分流旋翼式流量計(jì)

 

三、一體式蒸汽流量計(jì)使用過程中應(yīng)注意事項(xiàng)

1、蒸汽的密度補(bǔ)償要科學(xué)準(zhǔn)確。

為了正確計(jì)量蒸汽的質(zhì)量流量，必須考慮蒸汽壓力和溫度的變化，通過流量積算儀對蒸汽密度進(jìn)行補(bǔ)償。

 

測量蒸汽溫度的鉑電阻一定要規(guī)范安裝：測溫鉑熱電阻插入管道中心位置、鉑熱電阻安裝在流量計(jì)下游的5倍管徑處、安裝鉑熱電阻的管道位置采取保溫措施等，確保測得的溫度數(shù)值準(zhǔn)確。

 

在蒸汽壓力的測量中一定要注意，如果采用引壓管引壓，必須進(jìn)行零點(diǎn)遷移（因?yàn)橐龎汗軆?nèi)冷凝水的重力作用會(huì)使壓力變送器測量到的壓力與實(shí)際壓力之間出現(xiàn)一定的差值，引起密度補(bǔ)償?shù)恼`差），也可在流量積算儀內(nèi)進(jìn)行修正。壓力變送器安裝在一體式蒸汽流量計(jì)下游的4倍管徑處，壓力變送器前的閥門、密封墊應(yīng)完好暢通，以保證蒸汽壓力的準(zhǔn)確測量。如果采用設(shè)定壓力、溫度進(jìn)行補(bǔ)償，所設(shè)定的數(shù)值應(yīng)力求接近實(shí)際，否則誤差很大，一般不建議采用。

 

在流量積算儀中要正確設(shè)定一體式蒸汽流量計(jì)的運(yùn)行狀態(tài)，這對蒸汽費(fèi)用的正確計(jì)算至關(guān)重要。對于蒸汽狀態(tài)不好明確判斷的使用場合，建議采用智能型流量積算儀，配合鉑電阻、壓力變送器進(jìn)行溫度、壓力補(bǔ)償，這樣所計(jì)量的蒸汽質(zhì)量流量*準(zhǔn)確。

 

2、一體式蒸汽流量計(jì)上下游直管段的正確安裝

對于傳統(tǒng)的渦街流量計(jì)，其前后安裝直管段要求分別為20倍管徑和5倍管徑（這是流量計(jì)的前面無閥門等障礙物的技術(shù)要求；有障礙物還要增加直管段，具體見廠家的說明書）。如果上下游直管段不夠，就會(huì)導(dǎo)致管道內(nèi)蒸汽流動(dòng)未充分發(fā)展，在流速分布剖面發(fā)生畸變。用戶可通過在一體式蒸汽流量計(jì)前安裝流動(dòng)調(diào)整器或增加直管段來調(diào)整管道的流速分布，使一體式蒸汽流量計(jì)處的流體為充分發(fā)展?fàn)顟B(tài)。對于一些大口徑一體式蒸汽流量計(jì)，滿足上下游直管段的安裝要求更為重要。

 

3、一體式蒸汽流量計(jì)的量程比要合理

量程比是指一個(gè)流量計(jì)在能確保給定的準(zhǔn)確度范圍內(nèi)，所能測量的*大流量和*小流量之比。用戶要根據(jù)自己的實(shí)際使用量選擇流量計(jì)，理論上待選一體式蒸汽流量計(jì)的量程要完全覆蓋用戶的使用量程。超過流量上限和低于流量下限使用都會(huì)造成一體式蒸汽流量計(jì)計(jì)量的嚴(yán)重不準(zhǔn)。比如：實(shí)際平均流量為5t/h的渦街蒸汽流量計(jì)，一般應(yīng)選擇口徑為150mm的渦街流量計(jì)，但是當(dāng)流量降低到0.3t/h或超過15t/h時(shí)，流量計(jì)就會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重計(jì)量失準(zhǔn)。

 

4、現(xiàn)場存在的振動(dòng)和電磁干擾應(yīng)避免

蒸汽計(jì)量中應(yīng)用*多的渦街流量計(jì)受設(shè)計(jì)原理的影響，對機(jī)械振動(dòng)比較敏感，計(jì)量結(jié)果易受振動(dòng)干擾，應(yīng)對一體式蒸汽流量計(jì)前后管段作可靠的支撐設(shè)計(jì)，加裝振動(dòng)緩沖部件，如管道振動(dòng)不可避免，應(yīng)選用抗干擾能力相對強(qiáng)的一體式蒸汽流量計(jì)（如氣體超聲波流量計(jì)、智能式渦街流量計(jì)、差壓式流量計(jì)等）。如果一體式蒸汽流量計(jì)現(xiàn)場存在振動(dòng)干擾，就會(huì)對在用的渦街蒸汽流量計(jì)產(chǎn)生低頻率的脈沖信號影響，一體式蒸汽流量計(jì)就會(huì)將這些脈沖作為流量信號傳遞給流量積算儀，形成累計(jì)流量，導(dǎo)致部分渦街蒸汽流量計(jì)在一段時(shí)間不用蒸汽的情況下仍然會(huì)有一定量的數(shù)值累計(jì)。這就是“不用汽而流量計(jì)走字”的原因，因此蒸汽用戶在不用蒸汽的情況下，也要與供汽單位共同記好表底，防止一體式蒸汽流量計(jì)“空跑”。

 

5、定期依法檢定很重要

《計(jì)量法》和GB17167-2006《用能單位能源計(jì)量器具配備和管理通則》中明確說明：強(qiáng)制檢定的計(jì)量器具和能源計(jì)量器具應(yīng)定期檢定，凡經(jīng)檢定不符合要求的計(jì)量器具一律不準(zhǔn)使用。一體式蒸汽流量計(jì)必須定期檢定，這是保證蒸汽流量正確計(jì)量的前提。因此，廣大用戶每年都要將使用的一體式蒸汽流量計(jì)等送到當(dāng)?shù)胤ǘㄓ?jì)量技術(shù)機(jī)構(gòu)進(jìn)行計(jì)量檢定。如果一體式蒸汽流量計(jì)檢定合格，而實(shí)際使用卻感覺“計(jì)量不準(zhǔn)”，這時(shí)用戶就要從儀表是否正確安裝、選型、儀表運(yùn)行狀態(tài)設(shè)置、外界干擾、蒸汽的實(shí)際狀態(tài)是否有變化等方面尋找解決問題的方法。