由于飽和蒸汽存在體積流量受流體溫度、壓力、密度等熱工參數(shù)的影響，在不飽和的狀態(tài)下，容易形成雙相流物質(zhì)，造成質(zhì)量計(jì)量不穩(wěn)定。所以企業(yè)能源計(jì)量中，飽和蒸汽是一種計(jì)量難度最大的物質(zhì)。根據(jù)企業(yè)實(shí)際情況，選擇一種既滿足計(jì)量需要，又穩(wěn)定可靠的理想蒸汽流量計(jì)，成為企業(yè)計(jì)量技術(shù)工作的重點(diǎn)之一。
一、蒸汽計(jì)量運(yùn)用中存在的不足
江中藥業(yè)股份有限公司是一家以中成藥制劑為主的國(guó)營(yíng)大型制藥企業(yè)，在生產(chǎn)工藝中及在中央空調(diào)系統(tǒng)除濕、升溫方面，需要消耗大量的飽和蒸汽。用于鍋爐的原煤消耗占公司總能耗的75%，如何做好能源中蒸汽的計(jì)量，對(duì)公司落實(shí)節(jié)能工作意義重大。
目前，公司主要熱力設(shè)施有南京鍋爐廠制造的兩臺(tái)SZL15-1.57-AII鏈條鍋爐、分汽缸一只，以及管徑DN≤200不等口徑的供熱管網(wǎng)約6km。
根據(jù)設(shè)計(jì)，整個(gè)熱力管網(wǎng)體系中蒸汽實(shí)現(xiàn)了三級(jí)計(jì)量，各計(jì)量?jī)x表均采用差壓式渦街流量計(jì)，此類儀表在實(shí)驗(yàn)室測(cè)試，其計(jì)量準(zhǔn)確度高，但在使用中受工況和現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的影響，以及信號(hào)干擾，容易造成計(jì)量偏差，對(duì)計(jì)量準(zhǔn)確性造成一定的影響。2003年投產(chǎn)運(yùn)行以來，在計(jì)量中發(fā)現(xiàn)差壓式渦街流量采集的是頻率信號(hào)，容易受到干擾。存在如下不足與缺點(diǎn):
1.抗振性能差
外來振動(dòng)會(huì)使渦街流量計(jì)產(chǎn)生測(cè)量誤差，甚至不能正常工作。通道流體高流速?zèng)_擊會(huì)使渦街發(fā)生體的懸臂產(chǎn)生附加振動(dòng)，降低測(cè)量準(zhǔn)確度。
2.對(duì)測(cè)量臟污介質(zhì)適應(yīng)性差
渦街流量計(jì)的發(fā)生體極易被介質(zhì)臟污或被污物纏繞，改變幾何體尺寸，對(duì)測(cè)量準(zhǔn)確度造成極大影響。
由于渦街蒸汽流量計(jì)量?jī)x表自身的不足，以及受其他外部條件因素的影響，實(shí)際中出現(xiàn)了蒸汽計(jì)量準(zhǔn)確度不高，計(jì)量數(shù)據(jù)不可靠和無規(guī)律，經(jīng)常出現(xiàn)偏差過大和過小的情況。而且蒸汽計(jì)量穩(wěn)定性不好，其中個(gè)別儀表因抗干擾性能差，受外界信號(hào)干擾，出現(xiàn)信號(hào)疊加，發(fā)生計(jì)量數(shù)據(jù)明顯偏大，與平時(shí)比較，計(jì)量示值加大，在儀表和管道上震動(dòng)一下，計(jì)量示值又恢復(fù)；有時(shí)管道稍微震動(dòng)，計(jì)量示值出現(xiàn)跳動(dòng)，造成明顯偏差。無法體現(xiàn)計(jì)量的準(zhǔn)確性，不利于后續(xù)公司節(jié)能減排和生產(chǎn)成本統(tǒng)計(jì)分析工作的開展。
二、解決方案
為解決計(jì)量中存在的不足，考慮到鍋爐總蒸汽計(jì)量涉及貿(mào)易結(jié)算，江西省計(jì)量測(cè)試研究院專業(yè)技術(shù)人員進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)分析研討，首先考慮到高溫蒸汽計(jì)量的準(zhǔn)確性比常溫液態(tài)水計(jì)量的準(zhǔn)確性要差，對(duì)鍋爐用水在保留原有計(jì)量的同時(shí)，再安裝一只DN100的熱水表，根據(jù)飽和蒸汽的屬性和工況影響，差壓式彎管蒸汽計(jì)量?jī)x表優(yōu)于差壓式渦街流量?jī)x表的特點(diǎn)，鍋爐主管增加一個(gè)DN150的差壓式彎管流量計(jì)，實(shí)現(xiàn)采取雙相雙計(jì)量的計(jì)量模式，來保證蒸汽計(jì)量的準(zhǔn)確性。
彎管流量計(jì)傳感器本身是一個(gè)幾何結(jié)構(gòu)尺寸精密的90°標(biāo)準(zhǔn)金屬彎頭，安裝在管道轉(zhuǎn)彎處，取代原有彎頭。傳感器內(nèi)沒有任何插入件或節(jié)流件，利用管道的自然轉(zhuǎn)彎，流體對(duì)內(nèi)外側(cè)產(chǎn)生的壓力差測(cè)流量，在流量測(cè)量過程中阻力損失小，可節(jié)省流體輸送的動(dòng)力消耗，降低運(yùn)行費(fèi)用。與傳統(tǒng)節(jié)流裝置相比，流速越高，節(jié)能效果越明顯。
彎管傳感器適應(yīng)性極強(qiáng)，它可在高溫、高壓、潮濕及其他環(huán)境惡劣、安裝條件極差的場(chǎng)合中長(zhǎng)期正常使用，重復(fù)性高達(dá)0.2%，目前蒸汽應(yīng)用最高工況可達(dá)10MPa、550℃；彎管流量計(jì)測(cè)量范圍寬，量程比達(dá)1∶10，彎管流量計(jì)對(duì)直管段的要求只需保證前5D、后2D直管段即可(甚至更短)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于其他流量測(cè)量裝置的要求；由于孔板流量計(jì)是由內(nèi)孔一條銳角線來保證準(zhǔn)確度，不耐磨損，易變形，因此只能采用法蘭連接，如果到期不能檢定則準(zhǔn)確度不易保證。而彎管傳感器是由整個(gè)90°面來保證準(zhǔn)確度，90°面與孔板一條線相比是∞∶1(無窮大比一)的關(guān)系。微量磨損對(duì)于一條線來說影響很大，但對(duì)一個(gè)面則微不足道。
三、在鍋爐主管道上采取用彎管流量計(jì)替代渦街流量計(jì)技改措施后的數(shù)據(jù)比較分析
對(duì)渦街流量計(jì)、彎管流量計(jì)、鍋爐進(jìn)水表每天抄表，對(duì)計(jì)量數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，繪制蒸汽流量與熱水轉(zhuǎn)化率曲線(見圖1)。通過計(jì)量曲線檢驗(yàn)任意時(shí)刻兩臺(tái)表的一致性。經(jīng)過多次抽樣對(duì)比，彎管流量計(jì)的準(zhǔn)確度完全滿足當(dāng)前生產(chǎn)需要。而且在低流量的情況下，比渦街流量計(jì)更具穩(wěn)定性。
<CTSM>圖1蒸汽流量與熱水的轉(zhuǎn)化率</CTSM>
明顯可以發(fā)現(xiàn)，彎管流量計(jì)比較接近目前鍋爐實(shí)驗(yàn)的水汽轉(zhuǎn)化率(80%)，穩(wěn)定性好，計(jì)量準(zhǔn)確；公司現(xiàn)用的渦街流量計(jì)已采取切除小流量所以在絕對(duì)值方面渦街流量計(jì)示值偏高問題不突出，但水汽轉(zhuǎn)化率變化大，穩(wěn)定性不高。
四、結(jié)束語
綜上所述，蒸汽流量計(jì)量采用差壓式彎管流量計(jì)計(jì)量，在減少蒸汽管網(wǎng)壓降、節(jié)能減排、提高蒸汽計(jì)量穩(wěn)定性與準(zhǔn)確性等方面有顯著成效。差壓式彎管流量計(jì)與差動(dòng)式渦街流量計(jì)相比，在維護(hù)、抗干擾、穩(wěn)定性、使用壽命方面具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，是一種具有廣闊發(fā)展前景的節(jié)能型蒸汽流量計(jì)量?jī)x表。
