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梁纏柱:蒸汽計量那些不可不知的事兒

2017-09-22 10:34:43 中國能源網(wǎng)   作者: 梁纏柱 孚雷德(北京)蒸汽節(jié)能技術有限公司總經(jīng)理  

蒸汽流量計本身雖不具備節(jié)能功能,但它是蒸汽管理的關鍵設備,沒有計量就沒有管理。

蒸汽流量計有助于提高設備運行效率。

通過分析設備用汽量和產(chǎn)量的關系,可以確定設備的最佳工作點,同時,可以檢測和判斷設備是否結垢或老化,便于及時清洗或更換設備;蒸汽流量計也方便確定廠內主要用汽設備和各自的蒸汽耗量;另外,通過蒸汽用量計錄可以發(fā)現(xiàn)蒸汽耗量的變化規(guī)律和峰值負荷時間,有益于更好地協(xié)調安排、錯峰生產(chǎn),解決因鍋爐峰值負荷或集中供汽峰值負荷引起的問題。

蒸汽流量計有利于提高能源利用效率。

流量計可以用來對照蒸汽系統(tǒng)改造前后的蒸汽耗量,檢驗節(jié)能改造的效果;還可以根據(jù)企業(yè)全年產(chǎn)量和蒸汽耗量計算出單品蒸汽用量,通過橫、縱向比較了解目前自身的蒸汽利用效率;同樣,蒸汽流量計可以對照同類設備或同樣生產(chǎn)線間的蒸汽用量,為設備和系統(tǒng)管理提供有力依據(jù)。

蒸汽流量計可以用來對加熱制程進行蒸汽流量控制。

蒸汽流量計和調節(jié)閥配合使用,可以精確控制工藝加熱所需蒸汽流率和總蒸汽用量,達到滿足工藝加熱要求的同時實現(xiàn)節(jié)能降耗效果。

蒸汽流量計方便于進行成本核算。

安裝于總管的蒸汽流量計除了可用來進行蒸汽結算外,還可以對單位產(chǎn)品的蒸汽成本進行核算。安裝于各車間和各生產(chǎn)線上的蒸汽流量計可用來核算出每個車間和生產(chǎn)線各自的單品用汽成本,這些數(shù)據(jù)可作為內部評比、獎懲等管理行為的有力依據(jù)。

然而,蒸汽計量難度大,蒸汽流量計質量參差不齊,蒸汽計量一直是個令客戶頭疼的問題,經(jīng)常聽到對蒸汽流量計誤差大的抱怨。

下面,孚雷德就談談蒸汽流量計問題:

流動特性

雷諾數(shù)(Re)=(ρ*υ*D)/μ

其中: ρ=密度(kg/m³);

υ=管道內流體的平均速度(m/s);

D=管道內徑(m);

μ=動力黏度(Pa·s)

流體的黏度和與管道的摩擦一起減低管壁附近流體的速度。當雷諾數(shù)低于2300時,流體的流動一般為層流,即流動的運動都沿管道軸向。管道壁面的摩擦作用使管道中心的流速最高。

當流體速度增加時,雷諾數(shù)超過2300,流體的流動逐漸變?yōu)橥牧鞑a(chǎn)生更多的漩渦,當雷諾數(shù)達到10000時,流體的流動完全為湍流。

為保證蒸汽計量的準確性,應通過蒸汽管道的選擇保證雷諾數(shù)在1×105和1×106之間。

流量計涉及到幾個重要指標:精度、重復性、量程比、可靠性。

精度(%):流量計顯示值與實際流量之間的差值稱為誤差值。該誤差值與實際值的百分比稱為實際精度;該誤差值與滿量程的百分比稱為滿量程精度。

重復性:對同一被測量值進行多次測量時所得結果的一致程度。

量程比:最大流量與最小流量的比值。

可靠性:指流量計正常穩(wěn)定運行的程度,與故障率相反。

可以用打靶的例子來說明這幾個指標。打的環(huán)數(shù)高低相當于精度的高低,10環(huán)精度最高;重復性反應打出同一環(huán)數(shù)的持續(xù)性,重復性高不一定精度高,比如老打6環(huán),重復性高但精度低。10環(huán)、8環(huán)、9環(huán),又10環(huán),雖然環(huán)數(shù)都挺高,但表現(xiàn)不穩(wěn)定、波動大,相當于精度不錯但重復性差;量程比可理解為能打中靶的最遠距離和最近距離的比值,值越大越好;可靠性反映打靶者表現(xiàn)的穩(wěn)定程度,脫靶或打在他人靶上都屬于可靠性低的表現(xiàn)。

目前,常用的蒸汽流量計主要是渦街流量計。渦街流量計以其精度高、量程比大和壓力損失小等優(yōu)點贏得廣泛應用,然而,在實際應用中,其實際誤差常常遠超出用戶的預料。

要實現(xiàn)蒸汽的準確計量,流量計的正確選型和安裝是基本保障。流量計選型要考慮的因素有:精確度、重復性、流量范圍、壓力損失、安裝環(huán)境、流動方向、管道水平與垂直狀況、前后直管段、前后閥門位置、防護等級、防爆要求、電器干擾等。流量計的口徑選擇至關重要。

要想計量準確,渦街流量計需在一定的雷諾數(shù)范圍內運行,比如對于蒸汽計量,雷諾數(shù)在1×105和1×106。還有,正確安裝流量計,前后留有足夠的直管段,且管道內徑要與流量計內徑一致。

常被忽略的細節(jié)會影響流量計精度。

例如,使用內徑小于表口徑的墊片;法蘭連接表裝偏,密封墊裝偏;介質溫度超限;蒸汽含水量大;飽和蒸汽流速過高時,流過流量計的壓損較大,出現(xiàn)過熱狀態(tài),誤以飽和蒸汽密度計算過熱蒸汽質量流量;高流速時,渦街流量計的取壓孔過小或有毛刺會影響壓力值,進而影響蒸汽質量計量;蒸汽高于300℃,沒有對渦街流量計的K系數(shù)進行修正;流量計量程或參數(shù)設置不正確;管道有強烈震動(連續(xù)運行時不受震動影響,但無流動介質時,管道震動會引起流量計產(chǎn)生輸出。)




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