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影响蒸汽流量计准确计量的关键因素

当前,在国内关于蒸汽测量方面存在不少误区,很多用户往往认为购买了高品质的蒸汽流量计就可以得到准确的计量结果。蒸汽的计量不同于其它流体如水、空气等介质,在实际测量中影响其精确测量的因素较多,经常会出现流量计本身检定合格,而实际却感觉计量“不准”的现象。


  影响蒸汽流量计准确计量的因素主要有以下4个方面。
  1、量程比不足。
  量程比是指一个流量计能确保给定的精度和再现性的范围内,所能测量的大流量和小流量之比。但涉及量程比时我们必须小心,因为量程比是基于实际的流速,蒸汽系统一般的大允许速度为35m/s,更高的流动速度会引起系统的冲蚀和噪音。而不同的流量计允许的低流速是不同的,一般涡街流量计所能测量的低蒸汽流速为2.8m/s,对于量程比不足的情况,应采用大量程比的流量计(GilfloILVA流量计的低允许流速为0.6m/s,大量程比可达100:1)或选择多个流量计并联。
  2、上下游直管段不足
  对于传统的涡街流量计,其前后安装直管段要求分别约为20D和5D。如果上下游直管段不足,则会导致流体未充分发展,存在旋涡和流速分布剖面畸变。流速剖面畸变通常由管道局部阻如阀门或弯管所造成,而旋涡普遍是由两个或两个以上空间立体弯管所引起的。上下游直管段不足可以通过安装流动调整器来调整。简单有效的办法是采用对上下游直管段要求较低的流量计,如斯派莎克的ILVA流量计上游6D,下游3D。
  3、蒸汽的密度补偿不正确测温测压不准
  为了正确计量蒸汽的质量流量,必须考虑蒸汽压力和温度的变化,即蒸汽密度补偿。不同类型的流量计受密度变化影响的方式不同。蒸汽流量计的信号输出只和流速有关,而和介质的密度、压力和温度无关,差压式流量计其质量流量与流量计的几何外型、差压平方根和密度平方根有关。因此,涡街式流量计受密度变化的影响要大于差压式流量计。
  补偿精确度的差异
  采用温度补偿和压力补偿分别能得到多少补偿精确度,不仅同温度传感器和压力变送器的精度有关,而且同流量计类型、具体测量的工况和压力变送器的量程选择有关。总体来说,测温对补偿精确度影响较大。如采用相同精度等级的温度和压力感应器,测温误差引起的密度差异要大于测压误差。压力为7barg的饱和蒸汽,用A级铂热电阻测温,其误差限为±0.49C,据此查蒸汽密度表,流量补偿不确定度为±0.56%R差压式和±1.11%R涡街式。如选用0.2级的压力变送器进行测量,误差限为±2kPa,流量补偿不确定度为±0.13%R(差压式)和±0.25%R(涡街式)。
  压力测量影响因素。
  在蒸汽压力的测量中,由于引压管内冷凝水的重力作用会使压力变送器测量到的压力同蒸汽压力之间出现一定的差值。测压误差如果不予以校正,则会影响蒸汽密度的计算,引起流量计量的误差。一般对于上述现象,可在二次表流量计算机内进行零点迁移,既简单又准确。
  温度测量影响因素
  从流量计现场使用的情况来看,温度测量误差除了测温元件的固有误差之外,还同安装的不规范有关。例如,测温铂热电阻的插入深度不够,铂热电阻的安装保护套内未充入导热油,铂热电阻未按规定侧向安装,安装铂热电阻的管道上无保温层等,都将导致测温偏低。对于需要减压使用的蒸汽,应将流量计安装在减压阀之前,此时蒸汽未经减压,按饱和蒸汽补偿方法处理,可保证测量精度。如果流量计只能安装在减压阀后面,则蒸汽有可能过热,应同时进行温度和压力补偿,以保证精度。
  4、 蒸汽干度的影响饱和蒸汽
  目前,用于测量蒸汽流量的流量计大部分为体积流量计,首先测得体积流量,然后通过蒸汽的密度计算质量流量,也就是假定蒸汽为完全干燥。但是,蒸汽并非完全干燥,如果不考虑蒸汽干度的影响,得出的数据会低于实际的流量。对于差压式流量计,实际的蒸汽流量和假定干蒸汽蒸汽干度=1测得的流量可以用以下公式近似表达:其中: = 实际干度下的质量流量 kg/h = 干饱和蒸汽下的流量 kg/h χ = 蒸汽干度。

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