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影响蒸汽涡街流量计测量精度的因素及解决方案

点击次数:233  发布时间:2019-11-21

集中供热系统在当今时代已经有了相当的规模。其中蒸汽供热系统中,由于供热公司管网效率、用户能源消耗的直接依据便是蒸汽的流量计量,也是供热公司和用气公司共同关注的问题,在蒸汽的运输过程中,蒸汽的密度、温度、压力等等都影响到终的测量准确性。在涡街流量计流量测量中,由于蒸汽在运输过程中的变化,导致在供热结算时常常发生双方计量总量不相符的问题从而导致矛盾的发生, 如何解决涡街流量计测量蒸汽带来的误差,提高涡街流量计的测量精度呢?

接下来我们通过分析涡街流量计差生误差的原因,并通过解决误差产生原因来提高蒸汽涡街流量计的测量精度。

涡街流量计测量产生较大误差的主要原因

1)蒸汽相变对测量的影响。

蒸汽相变问题在实际使用中时有发生,所谓蒸汽相变就是:在输送过程中原本饱和蒸汽变为过热蒸汽了,或是过热蒸汽变为饱和蒸汽了。蒸汽产生相变主要发生在管道输送过程中或使用场合,饱和蒸汽变为过热蒸汽,一般发生在湿饱和蒸汽被较大幅度快速减压,温度随之也降低,如果相变前的湿饱和蒸汽含水滴较少,则温度降低后会仍然高于新的压力对应的饱和温度,则蒸汽由原来的饱和状态变为过热状态。而过热蒸汽变为饱和蒸汽,一般是由于长距离输送的热损使温度降低,当温度低于或等于该压力对应的饱和温度时便进入饱和状态。蒸汽发生相变对流量测量的影响可分为几种情况。

A)饱和蒸汽发生变化后,仍然未脱离饱和状态,只是与变化前的压力、温度不同而处于一种新的饱和状态。这种情况只要系统有补偿仪表,且饱和蒸汽的干度较高,对测量无影响。  

B)饱和蒸汽相变后成为过热蒸汽。如果设计时就考虑到有可能会产生相变,测量系统采用的是压力和温度双补偿,而且蒸汽密度是采用IFC1967 公式动态计算的,则这个相变对测量无影响。如果蒸汽密度采用查表法,这就要求运算仪表内除了装有《饱和蒸汽密度表》外,还应装有《过热蒸汽密度表》及相应的判断程序。采用查表法需要的两个数表和判断程序,缺少任何一个都会对流量测量带来误差。  

C)饱和蒸汽测量系统采用的是单压力或单温度补偿,相变后对测量就会带来误差。对于饱和蒸汽采用单参数补偿查表法求取密度,当蒸汽发生相变时会给测量带来误差,但是采用单压力补偿的误差要小于单温度补偿。

D)过热蒸汽变为饱和蒸汽。由于大多数的过热蒸汽测量系统基本都采用压力和温度双补偿,所以如果积算仪表的蒸汽密度是采用IFC1967 公式动态计算的,则这个相变对测量无影响。如果采用查表法取得蒸气密度,当过热蒸汽变为饱和蒸汽后可能查不到对应的密度。因为在运算仪表内的《过热蒸气密度表》,通常只列出过热蒸汽范围的压力、温度数据,处于饱和状态下的数据一般不提供。即使仪表内装有《饱和蒸汽密度表》,但是如果没有蒸汽状态判断程序,仪表是不能自动转查《饱和蒸汽密度表》的,由此测量误差便会产生。  

2)饱和蒸汽密度失准的问题。

失准原因分析这里所说的饱和蒸汽密度不准确,是指脱离了临界饱和状态的蒸汽,也就是常说的湿饱和蒸汽。湿饱和蒸汽是汽液两相共存的状态,它是蒸汽和水的混合物,属于复杂的单工质气液两相流体。鉴于介质两相流型的复杂多变,本文这里讨论的湿饱和蒸汽密度的计算,其湿度也只能界定在某一范围内,并认为气液是均相流动的状态为前提。湿饱和蒸汽的形成是在实际使用中的产生的,例如热电厂送出的饱和蒸汽经过管道较长距离的输送,就会有部分蒸汽程度不等的变成冷凝水而成为湿饱和蒸汽。湿饱和蒸汽的密度与临界饱和蒸汽(以下称为干饱和蒸汽)的密度是不同的。而目前使用的两个饱和蒸汽密度表(以压力和温度为自变量)中提供的蒸汽密度,均为干饱和蒸汽的密度值,数表中之所以不列入湿饱和蒸汽密度的数据,是因该数据还不能准确得到。因为要想准确得到湿饱和蒸汽的密度,就必须知道饱和蒸汽的干度指标或者湿度指标,但是由于技术上的原因,目前还不能在线准确获得,这就是本文所指出的,当饱和蒸汽脱离临界饱和状态变为湿饱和蒸汽后,其密度不准确的原因。

饱和蒸汽含水所产生的涡街流量计流量测量误差,引起大的纠纷就是在贸易结算计量上。供方和收方在一根管道上装有同样的流量计,在供方由于距离热源较近,饱和蒸汽中的的水滴含量可能很少,对测量影响较小。而在收方由于长距离输送会导致部分蒸汽冷凝的水滴含量增大,对测量的影响必然较大。尽管供、收双方的流量仪表都是正常的,但是供大于收的计量误差是常常发生的。

即使收方将管道的积水及时放掉,能使涡街流量计示值恢复稳定,但差量可能会仍然存在。因为在供方测量的几乎是蒸汽的总的质量流量,而在收方有一部分汽体冷凝成液体了,这些液体不会被检测到或是被排放掉,从而导致质量流量减少,误差也就产生了,(当然不排除水滴使少量脉冲漏计造成的部分误差),这个误差完全不是双方仪表有问题造成的,而是湿蒸汽密度不能准确得到造成的。    

解决方法:

蒸汽相变问题的解决方法  

1)一是对可能产生相变的涡街流量计测量系统有一个事先预防措施,就是在设计时无论是测量饱和蒸汽还是过热蒸汽,一律采用压力和温度双补偿。这样虽然一次性成本费用有所增大,但是从长远利益来看,无疑是减少矛盾、增加效益的良方。二是采用具有动态计算蒸汽密度的积算仪,它能根据测量的压力温度识别蒸汽的状态,及时计算出过热状态、饱和状态下的蒸汽密度。以便可以根据蒸汽的实际状态及时查找不同的数表,从而得到蒸汽的密度值。  

2)对于饱和蒸汽单参数补偿的系统,尽量采用压力补偿,这样即使发生了相变,也会使误差远小于单温度补偿的系统。

3)流量计安装地点应妥善考虑,应选择不容易导致蒸汽发生相变的位置,如避开经常有减压操作的设备和减压阀门后面,输送蒸汽的管道和涡街流量计测量传感器加强保温措施等。  

饱和蒸汽密度失准的解决方法  

对于湿饱和蒸汽密度需要知道蒸汽的干度或湿度,而这个数据目前又难以在线得到的问题。供收双方在确认了双方流量仪表都处于正常良好的工作状态前提下,可以根据长期存在的差量和现场的实际工况,根据经验确定出不同时间段湿蒸汽的含水程度,然后在积算仪表内设置相应的湿度补偿运算公式,通过人工输入蒸汽干度x或湿度y数值,就可以对湿饱和蒸汽进行湿度补偿运算。只要湿度指标估算基本正确,双方差量的矛盾就可以大大缓解。

通过上述分析,已经知道了如何提高涡街流量计测量蒸汽时的度。从根本上我们要选择合适型号的涡街流量计并且正确安装是保证涡街流量计测量度的基本前提,不可马虎,塞莱默与全国各大流量计厂家保持长久紧密的合作关系,拥有行业内专业内精英技术团队,为您解决蒸汽流量计选型、安装、维护等各种难题,欢迎前来咨询。

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