一體化孔板流量計在蒸汽測量中的度
在工業(yè)生產(chǎn)中的蒸汽流量測量中，蒸汽作為一種重要的中間助劑和生產(chǎn)原料在生產(chǎn)中起到了非常重要的作用，不過(guò)由于蒸汽的性質(zhì)特殊，經(jīng)常出現測量不準的問(wèn)題。如何有效地提高蒸汽流量測量的準確度，一直是人們追求的目標。生產(chǎn)中用于測量蒸汽的儀表和標準孔板和渦街流量計、彎管流量計等產(chǎn)品，不過(guò)使用量多的還是標準一體化孔板流量計，本文就蒸汽流量測量中準確度不高的原因進(jìn)行分析，根據我公司蒸汽流量測量中的具體情況，并主要針對一體化孔板流量計，從一次節流元件、導壓管、到密度補償和相關(guān)系數的影響等方面進(jìn)行分析，提出了提高測量準確度的方法。
一、一次測量元件引起的誤差
一體化孔板流量計中的節流元件是尖銳的直角邊緣，流體在節流元件的入口收縮，根據伯努力方程，流速增加，壓力減小，孔板的測量原理就是根據孔板入口和出口的壓差進(jìn)行測量的?？装迤解g后流出系數增大，產(chǎn)生測量誤差。流出系數對蒸汽流量測量的影響是普遍存在的。
測量管也是節流裝置的組成部分，其結構尺寸對流體流動(dòng)狀態(tài)有重要的影響，測量管除滿(mǎn)足*D后5D的要求外，還對內表面的光滑度有要求。粗糙管的流速分布與光滑管是有區別的，流出系數也不相同，管道結垢、腐蝕，流出系數發(fā)生變化，產(chǎn)生測量誤差。
對于孔板入口邊緣磨損的問(wèn)題，我們可以選用標準噴嘴，由于噴嘴入口是一個(gè)光滑的曲面，它的抗磨損，抗積污，抗變形程度遠好于孔板，流出系數穩定性也比孔板好，壓力損失也比孔板小得多，而且它的檢定周期為4年，大大減少了維護費用。
對于測量管的問(wèn)題，在管道安裝時(shí)就盡量選用光滑度高，質(zhì)量好的管道，必要時(shí)請專(zhuān)業(yè)廠(chǎng)家定制測量管道、連接法蘭，冷凝器等，補償用的溫度和壓力測量點(diǎn)也可以統一開(kāi)工獲取。雖說(shuō)一次性投資高些，但由于投入使用后沒(méi)有特別原因，一般不進(jìn)行更換，還是使用周期越長(cháng)越好，這樣綜合經(jīng)濟效益還是高些。
二、測量信號的傳遞失真
測量信號傳遞是孔板前后的差壓信號經(jīng)導壓管傳遞到差壓變送器，由于結構的不同，一體化孔板流量計不同于渦街流量計那樣直接裝在管道上，它需要進(jìn)行信號傳遞。對于蒸汽流量測量而言，傳遞部分可由閥門(mén)，導壓管，冷凝器等部件組成。對于信號傳遞部件來(lái)講，應保證傳遞信號不失真。實(shí)際使用中的大部分故障，往往是信號傳遞失真引起的。差壓信號產(chǎn)生的傳遞失真比作為補償用的溫度和壓力信號失真影響更大，必須引起注意。冷凝器在信號傳遞中處于關(guān)鍵位置，冷凝器中的液面保持一定高度，多余的冷凝液要回流到蒸汽管道，既要保證冷凝器中蒸汽很好地冷凝，又要使冷凝液回流暢通無(wú)阻。
氣相導壓管的一次根部閥門(mén)應保證蒸汽氣相進(jìn)入冷凝器，冷凝器里面多余的冷凝液回流到蒸汽管道，否則兩只冷凝器液面不能保持相平，會(huì )對差壓信號產(chǎn)生附加誤差。一次根部閥門(mén)盡量選用閘閥，保證壓力信號傳遞通暢無(wú)阻，減少測量誤差。
測量用的導壓管要加保溫伴熱，否則冬季不能正常工作。不管采用電伴熱還是蒸汽伴熱，一定要保證兩只導壓管受熱均等，不然會(huì )因導壓管中的液體的密度不同而產(chǎn)生附加差壓誤差。
作為壓力補償用的變送器一般和壓力取壓口不在同一高度上，如果變送器比取壓口低，所測出的壓力為管道中蒸汽的壓力加上導壓管中冷凝液產(chǎn)生的壓力，可在變送器中進(jìn)行正遷移將這部分壓力遷移掉。使變送器測出的壓力為管道中實(shí)際蒸汽壓力。
三、蒸汽密度問(wèn)題產(chǎn)生的誤差
測量蒸汽質(zhì)量流量時(shí)要根據蒸汽的密度進(jìn)行計算，因蒸汽的密度計算不準確產(chǎn)生測量誤差。我公司蒸汽流量測量?jì)x表中渦街流量計是用工藝車(chē)間提供的蒸汽密度值為參考值，不是實(shí)際的密度值，得出的蒸汽流量會(huì )和實(shí)際流量有誤差。選用渦街流量計時(shí)，好選用能進(jìn)行溫度和壓力補償的型號，并且安裝測溫和測壓元件取得溫度和壓力數值。我公司用的孔板式流量計作為蒸汽流量計時(shí)，測出的流量由DCS系統顯示，沒(méi)有進(jìn)行溫度壓力補償。為了提高測量的準確度，必須進(jìn)行溫度壓力補償。對于一體化孔板流量計，取得差壓信號的同時(shí)，還需測得溫度和壓力信號，通過(guò)DCS中的軟件進(jìn)行溫度和壓力補償。
四、相關(guān)系數的影響
流出系數C和可膨脹系數ε在一定范圍內可看作常數，但是，當蒸汽的狀況偏離設計狀態(tài)時(shí)，其流出系數C和可膨脹系數ε就會(huì )發(fā)生變化，就不能視為常數。測量小流量時(shí)，隨著(zhù)雷諾數變小，流出系數C將產(chǎn)生較大的變化。測量高壓時(shí)，則必須考慮氣體的可膨脹系數ε的影響，如果我們只補償密度變化的影響，即使實(shí)現了對密度的*補償，其它各參數變化累加后的大誤差仍達6%左右，其中，可膨脹系數ε引入的誤差大。所以，要想提高儀表的測量精度，除補償密度外還應考慮整個(gè)補償方程中其它參數變化的補償問(wèn)題。DCS中的蒸汽測量模塊中，不僅有密度補償方式，還有流出系數C和可膨脹系數ε的修正辦法，只要我們選用合適的流量測量模塊，就能提高蒸汽流量的測量準確度。
一般認為，蒸汽干度X較高（X≥95%）時(shí)流體可視為單相流體。溫度壓力補償可按通常方法進(jìn)行。但出現一定誤差。干度越低密度越大。在蒸汽干度較低（X<95%）時(shí)，管道中的流體處于二相流狀態(tài)。情況嚴重時(shí)，流體分層流動(dòng)，產(chǎn)生誤差更大。目前還沒(méi)有在線(xiàn)的干度測量?jì)x表測量蒸汽的干度，好的辦法就是加強蒸汽傳輸管道的保溫，提高蒸汽的過(guò)熱度，使蒸汽的干度較高，測量也比較準確。
五、結論
由于目前使用的流量?jì)x表測量蒸汽，由于被測介質(zhì)的特殊性，存在測量不準確的情況，我們只有對可能產(chǎn)生的誤差原因進(jìn)行認真分析，從一次檢測元件的安裝，到閥門(mén)、導壓管、冷凝器及差壓變送器的安裝，再對蒸汽密度的溫度壓力補償和相關(guān)參數的修正，都采取適當措施加以防止可能出現的問(wèn)題，才能提高蒸汽流量測量的準確度。找到一條成功的蒸汽流量測量之路。