提高蒸汽计量检测率方法

更新时间:2024-03-10 作者:用户投稿原创标记本站原创 点赞:15387 浏览:68657

摘 要:本文分析了蒸汽计量网络检测率低的主要原因及解决办法,描述了双量程差压式流量计的结构原理及准确度分析.文章内容在节能降耗领域具有很强的实用价值.

关 键 词:双量程蒸汽计量应用

一、问题的提出

天津分公司有一套1.0MPa蒸汽管网系统,主管线是两条DN600的碳钢管,带有31条分支,用于公司各作业部及居民生活区的生产、生活用蒸汽.计量表大多是传统的差压式标准孔板流量计.蒸汽管网检测率在冬季是97%左右,在夏季是75%左右.造成夏季管网检测率低的主要原因是:由于居民生活区采用蒸汽供暖,因此冬夏季蒸汽总量相差较大,导致总管计量表在大管径小流量条件下计量不准,甚至计量不上.

分析小流量条件下计量不准的主要原因是由于差压变送器的引压管线较长,很容易引入几到十几毫米水柱的差压信号传递失真,这点传递失真的数值,对于高量程段来说,引起的误差可忽略不计,而对于低量程段来说,引起的误差非常大,因为流量很小的时候,节流装置送出的差压也可能总共只有几毫米水柱.例如,满量程差压为100kPa的差压式流量计,在流量为3%FS时,节流装置送出的差压只有9mmH2O.

经过多方调研,我认为选用双量程差压式流量计,配套使用可自动实时计算流出系数C、流速可膨胀系数ε的二次仪表,可以彻底解决蒸汽管网中存在的大管径且流量变化范围比较大的蒸汽计量问题,提高计量检测率.

二、双量程差压式流量计简介

所谓“双量程差压式流量计”就是在传统的“差压式流量计”引压管上再增加一个低量程差压变送器,用于准确测量小差压信号,增大流量计的有效测量范围.其工作原理不变,其技术含量主要体现在低流速情况下避免产生差压信号传递失真及二次仪表的技术开发,特别是软件功能的开发,使得影响流量计测量精度和量程比的相关计算参数(如流出系数C、流束可膨胀系数ε、介质密度等)能够实现实时计算,提高流量计的性能.


1.流出系数C的影响

流出系数C的定义是实际流量和理论流量的比值,在一定的安装条件和相同的雷诺数条件下,几何相似的节流装置C值是相同的.C值由实验方法确定,可采用数理统计的回归分析法确定C的函数关系.

随着雷诺数ReD的减小,流出系数C逐渐增大.在双量程差压流量计的小量程段,C系数迅速升高段,如果不进行补偿,必将导致流量示值明显偏低.选用对流出系数C进行自动实时计算补偿的二次仪表,能使小流量段计量准确度得到提高.

2.可膨胀性系数ε的影响

3.差压Δp的影响

现在差压式流量计中所配用的差压变送器,大多已达到0.065级.不少人以为0.065级差压变送器就能获得±0.065%的差压测量不确定度,测量精确度足够了.实际上,因为差压变送器的精确度等级是用引用误差表示的,只有在满量程附近才能得到±0.065%的不确定度,其余各点都达不到如此好的不确定度,而且测量值(MV)越低,不确定度越大.因此在小流量下,选用小量程差压变送器才能保证测量准确.

在提高差压变送器准确度并选用小量程差变的同时,确保传递到差压变送器的压力不失真,是测量准确的关键.对于在常温条件下以干气体形态存在的流体,一般不会出现差压信号的传递失真(管道堵塞和泄漏点存在泄漏的情况除外),而湿气体和蒸汽,最容易发生传递失真.引起差压信号传递失真的原因有很多:节流装置根部阀选型和安装不合理;两只冷凝罐高度的微小差异;引压管坡度不合理;引压管和差压变送器高低压室排气(被测流体为湿气体时,则为冷凝液)不彻底;引压管线较长时,正负引压管所处的环境存在差异,导致两根管内的液体(如蒸汽的凝结水)温度不一致等,都会引起差压变送器测量到的差压值与节流装置所产生的差压值不一致.设计、制造、安装和调试时,应特别留心.

四、结束语

综上所述,智能化的双量程差压式流量计的二次仪表具有对可膨胀性系数ε、流出系数C及温度压力的实时补偿功能,它的取压装置设计结构合理,可以避免差压信号的传递失真,再配套使用高准确度的差压变送器,可以很好地解决大管径小流量计量不准的难题.天津分公司在2008年公司装置大修期间将两条总管计量表和供芳烃部分表全部改成了“双量程差压式流量计”,应用效果非常明显,有效的提高了蒸汽计量检测率.收到了良好的经济效益和社会效益.