筆者總結(jié)多年檢修蒸汽流量計(jì)的經(jīng)驗(yàn)，以及結(jié)合蒸汽流量計(jì)在安裝、選型和使用過程中遇到的問題，為保證蒸汽流量的準(zhǔn)確計(jì)量提出以下建議：

一、蒸汽的密度補(bǔ)償要科學(xué)準(zhǔn)確

為了正確計(jì)量蒸汽的質(zhì)量流量，必須考慮蒸汽壓力和溫度的變化，通過流量積算儀對(duì)蒸汽密度進(jìn)行補(bǔ)償。測(cè)量蒸汽溫度的鉑電阻一定要規(guī)范安裝：測(cè)溫鉑熱電阻插入管道中心位置、鉑熱電阻安裝在流量計(jì)下游的5倍管徑處、安裝鉑熱電阻的管道位置采取保溫措施等，確保測(cè)得的溫度數(shù)值準(zhǔn)確。在蒸汽壓力的測(cè)量中一定要注意，如果采用引壓管引壓，必須進(jìn)行零點(diǎn)遷移（因?yàn)橐龎汗軆?nèi)冷凝水的重力作用會(huì)使壓力變送器測(cè)量到的壓力與實(shí)際壓力之間出現(xiàn)一定的差值，引起密度補(bǔ)償?shù)恼`差），也可在流量積算儀內(nèi)進(jìn)行修正。壓力變送器安裝在蒸汽流量計(jì)下游的4倍管徑處，壓力變送器前的閥門、密封墊應(yīng)完好暢通，以保證蒸汽壓力的準(zhǔn)確測(cè)量。如果采用設(shè)定壓力、溫度進(jìn)行補(bǔ)償，所設(shè)定的數(shù)值應(yīng)力求接近實(shí)際，否則誤差很大，一般不建議采用。

在流量積算儀中要正確設(shè)定蒸汽流量計(jì)的運(yùn)行狀態(tài)，這對(duì)蒸汽費(fèi)用的正確計(jì)算至關(guān)重要。對(duì)于蒸汽狀態(tài)不好明確判斷的使用場(chǎng)合，建議采用智能型流量積算儀，配合鉑電阻、壓力變送器進(jìn)行溫度、壓力補(bǔ)償，這樣所計(jì)量的蒸汽質(zhì)量流量準(zhǔn)確。

二、蒸汽流量計(jì)上下游直管段的正確安裝

對(duì)于傳統(tǒng)的渦街流量計(jì)，其前后安裝直管段要求分別為20倍管徑和5倍管徑（這是流量計(jì)的前面無閥門等障礙物的技術(shù)要求；有障礙物還要增加直管段，具體見廠家的說明書）。如果上下游直管段不夠，就會(huì)導(dǎo)致管道內(nèi)蒸汽流動(dòng)未充分發(fā)展，在流速分布剖面發(fā)生畸變。用戶可通過在蒸汽流量計(jì)前安裝流動(dòng)調(diào)整器或增加直管段來調(diào)整管道的流速分布，使蒸汽流量計(jì)處的流體為充分發(fā)展?fàn)顟B(tài)。對(duì)于一些大口徑蒸汽流量計(jì)，滿足上下游直管段的安裝要求更為重要。

三、蒸汽流量計(jì)的量程比要合理

量程比是指一個(gè)流量計(jì)在能確保給定的準(zhǔn)確度范圍內(nèi)，所能測(cè)量的最大流量和最小流量之比。用戶要根據(jù)自己的實(shí)際使用量選擇流量計(jì)，理論上待選蒸汽流量計(jì)的量程要完全覆蓋用戶的使用量程。超過流量上限和低于流量下限使用都會(huì)造成蒸汽流量計(jì)計(jì)量的嚴(yán)重不準(zhǔn)。比如：實(shí)際平均流量為5t/h的渦街蒸汽流量計(jì)，一般應(yīng)選擇口徑為150mm的渦街流量計(jì)，但是當(dāng)流量降低到0.3t/h或超過15t/h時(shí)，流量計(jì)就會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重計(jì)量失準(zhǔn)。

四、現(xiàn)場(chǎng)存在的振動(dòng)和電磁干擾應(yīng)避免

蒸汽計(jì)量中應(yīng)用較多的渦街流量計(jì)受設(shè)計(jì)原理的影響，對(duì)機(jī)械振動(dòng)比較敏感，計(jì)量結(jié)果易受振動(dòng)干擾，應(yīng)對(duì)蒸汽流量計(jì)前后管段作可靠的支撐設(shè)計(jì)，加裝振動(dòng)緩沖部件，如管道振動(dòng)不可避免，應(yīng)選用抗干擾能力相對(duì)強(qiáng)的蒸汽流量計(jì)（如氣體超聲波流量計(jì)、智能式渦街流量計(jì)、差壓式流量計(jì)等）。如果蒸汽流量計(jì)現(xiàn)場(chǎng)存在振動(dòng)干擾，就會(huì)對(duì)在用的渦街蒸汽流量計(jì)產(chǎn)生低頻率的脈沖信號(hào)影響，蒸汽流量計(jì)就會(huì)將這些脈沖作為流量信號(hào)傳遞給流量積算儀，形成累計(jì)流量，導(dǎo)致部分渦街蒸汽流量計(jì)在一段時(shí)間不用蒸汽的情況下仍然會(huì)有一定量的數(shù)值累計(jì)。這就是“不用汽而流量計(jì)走字”的原因，因此蒸汽用戶在不用蒸汽的情況下，也要與供汽單位共同記好表底，防止蒸汽流量計(jì)“空跑”。

五、定期依法檢定很重要

《計(jì)量法》和GB17167-2006《用能單位能源計(jì)量器具配備和管理通則》中明確說明：強(qiáng)制檢定的計(jì)量器具和能源計(jì)量器具應(yīng)定期檢定，凡經(jīng)檢定不符合要求的計(jì)量器具一律不準(zhǔn)使用。蒸汽流量計(jì)必須定期檢定，這是保證蒸汽流量正確計(jì)量的前提。因此，廣大用戶每年都要將使用的蒸汽流量計(jì)等送到當(dāng)?shù)胤ǘㄓ?jì)量技術(shù)機(jī)構(gòu)進(jìn)行計(jì)量檢定。如果蒸汽流量計(jì)檢定合格，而實(shí)際使用卻感覺“計(jì)量不準(zhǔn)”，這時(shí)用戶就要從儀表是否正確安裝、選型、儀表運(yùn)行狀態(tài)設(shè)置、外界干擾、蒸汽的實(shí)際狀態(tài)是否有變化等方面尋找解決問題的方法。 1.引 言

利用差壓原理進(jìn)行流量測(cè)量是當(dāng)今世界上使用廣泛、較為可靠的流量測(cè)量方式，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和流量測(cè)量技術(shù)的進(jìn)步，一些新型、高性能的測(cè)量傳感裝置逐步取代了傳統(tǒng)的節(jié)流裝置進(jìn)行流量測(cè)量，由美國VERIS公司推出的全新均速流量探頭——威力巴便是其中之一。

在過去幾十年來一次源的檢測(cè)水平始終沒有重大突破，成了制約差壓式流量測(cè)量系統(tǒng)發(fā)展的瓶頸，使得高水平的下游儀表無法發(fā)揮出應(yīng)有的高效率。威力巴的出現(xiàn)，恰恰克服了這一缺陷，使得一次源的測(cè)量精度、重復(fù)性和可靠性達(dá)到一個(gè)嶄新的高度。

從使用角度看，威力巴均速流量探頭與傳統(tǒng)的流量節(jié)流裝置相比具有更多的優(yōu)點(diǎn)，具體表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

精度高，量程比大，大于10：1；
采用非收縮節(jié)流設(shè)計(jì)，比孔板的永久壓損至少降低95%以上；
安裝簡(jiǎn)單，只需在管道上開一小孔后焊一底座，無需截?cái)喙艿?，有些介質(zhì)可以在線安裝，并可隨時(shí)將探頭取出檢查，安裝費(fèi)用低，基本免維護(hù)；
由于威力巴的接頭可直接與變送器連接，無需三組閥和引壓管，避免了因引壓管泄漏、堵塞等造成的測(cè)量誤差；
可以測(cè)量氣體、液體和蒸氣等各種介質(zhì)，應(yīng)用范圍廣泛，且測(cè)量信號(hào)穩(wěn)定、波動(dòng)小。
威力巴的設(shè)計(jì)、制造先進(jìn)，但其測(cè)量系統(tǒng)對(duì)被測(cè)介質(zhì)有關(guān)參數(shù)的準(zhǔn)確性要求也非常高，這一點(diǎn)要比其它流量測(cè)量系統(tǒng)的要求嚴(yán)格得多。本文從威力巴測(cè)量原理出發(fā)，結(jié)合其在我公司煤氣流量測(cè)量中的應(yīng)用，談該流量計(jì)在實(shí)際使用中的參數(shù)核定問題及使用過程中需要注意的相關(guān)事項(xiàng)。

2．威力巴測(cè)量原理

如圖1所示，威力巴均速流量探頭垂直插入管道固定安裝，當(dāng)流體流過探頭時(shí)，在其前部產(chǎn)生一個(gè)高壓分布區(qū)，高壓分布區(qū)的壓力略高于管道的靜壓，根據(jù)伯努利方程原理，流體流過探頭時(shí)速度加快，在探頭后部產(chǎn)生一個(gè)低壓分布區(qū)，低壓分布區(qū)的壓力略低于管道的靜壓，威力巴探頭在高、低壓區(qū)有按一定準(zhǔn)則排布的多對(duì)取壓孔，通過這些取壓孔，威力巴能夠精確地檢測(cè)到由流體平均速度所產(chǎn)生的平均差壓△P。需要注意的是均速流量探頭的截面形狀、表面粗糙狀況和低壓取壓孔的位置是決定探頭性能的關(guān)鍵因素，低壓信號(hào)的穩(wěn)定和準(zhǔn)確對(duì)均速探頭的精度和性能起著決定性作用。在煤氣測(cè)量中，流量QV與△P的對(duì)應(yīng)關(guān)系為：

QV = C’*[(△P*P(fa))/(T(fa)*Z(f))]1/2（1）

式中：QV——標(biāo)況體積流量；△P——差壓，kPa；Pfa——工作狀態(tài)絕壓，kPa；Tfa——工作狀態(tài)絕對(duì)溫度，K；Zf——工作狀態(tài)下煤氣的絕壓系數(shù)；C’——流量系數(shù)。

圖1 威力巴測(cè)量系統(tǒng)示意圖

3．實(shí)際使用中參數(shù)的核定

威力巴流量計(jì)生產(chǎn)廠家是根據(jù)用戶提供的有關(guān)工藝參數(shù)、測(cè)量要求來確定設(shè)備型號(hào)和計(jì)算差壓的，而用戶往往以原工藝設(shè)計(jì)圖紙的設(shè)計(jì)值為準(zhǔn)提供，但在企業(yè)投產(chǎn)后的實(shí)際生產(chǎn)中，由于各種原因很多參數(shù)發(fā)生了變化，這將使按原參數(shù)計(jì)算與設(shè)定的威力巴測(cè)量系統(tǒng)測(cè)量準(zhǔn)確度受到較大影響，必須重新核定有關(guān)參數(shù)并計(jì)算新的差壓值，改正測(cè)量系統(tǒng)的設(shè)定參數(shù)。我公司在煤氣廠出口中壓煤氣流量測(cè)量中，就發(fā)現(xiàn)了此類問題。

工作壓力Pf是獲得準(zhǔn)確差壓計(jì)算的關(guān)鍵參數(shù)之一，由式（1）可得差壓△P計(jì)算公式為：

△P = [QV / C’]2*[T(fa)*Z(f) / P(fa)]（2）

式中：P(fa) = P(f)+當(dāng)?shù)仄骄髿鈮?。由此可見，工作壓力Pf與差壓的計(jì)算直接相關(guān)。

我公司于2003年采用V200-10-H-H-B5C在線安裝型威力巴對(duì)煤氣廠出口中壓煤氣流量進(jìn)行測(cè)量，訂貨時(shí)提供的工作壓力參數(shù)為設(shè)計(jì)值40kPa，廠家計(jì)算差壓量程為200.31Pa。測(cè)量系統(tǒng)投運(yùn)后，流量顯示值約31000m3/h，與生產(chǎn)消耗嚴(yán)重不符。經(jīng)仔細(xì)核查，發(fā)現(xiàn)問題出在當(dāng)初所提供的參數(shù)上，其中壓力參數(shù)影響最大。煤氣廠投產(chǎn)后，因中壓煤氣用戶氧化鋁焙燒爐生產(chǎn)水平未達(dá)到設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力，煤氣消耗量不大，供氣工作壓力實(shí)際只有36 kPa，而以36 kPa計(jì)算（改正其它有誤差參數(shù)）威力巴差壓為206.2Pa，與原差壓相差近6Pa，投運(yùn)后在相同生產(chǎn)狀況下流量顯示約為27500 m3/h ，與生產(chǎn)消耗基本相符?？梢婋m然差壓只相差6Pa，但流量卻相差了約3500 m3/h 。而后，我公司對(duì)氧化鋁生產(chǎn)系統(tǒng)進(jìn)行了大規(guī)模技術(shù)改造，氧化鋁焙燒產(chǎn)量大大提高，超過了設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力1200t/h ，煤氣需求量增大，為此煤氣廠通過改造使煤氣排送機(jī)的送風(fēng)量由原來的600 m3/min提高到800m3/min，送風(fēng)量的增大也使煤氣壓力從36 kPa 最高升到42 kPa ，在最大流量45000 m3/h 不變的條件下，其計(jì)算差壓量程為197 Pa，及時(shí)調(diào)整威力巴測(cè)量系統(tǒng)的設(shè)定參數(shù)后，保證了測(cè)量的準(zhǔn)確度。

4．煤氣摩爾質(zhì)量

式（2）中流量系數(shù)C’= N*K*YV*D*D*[T(ba)*Z(b) / P(b)]*[1 / Mr]1/2 （3）

式中：N——單位換算常數(shù)；YV——?dú)怏w膨脹系數(shù)；K——威力巴的K系數(shù)；D——管道內(nèi)徑；Tba——標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下絕對(duì)溫度；Zb——標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下該氣體的絕壓系數(shù)。Mr——?dú)怏w摩爾質(zhì)量；Pb——標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)絕壓，kPa。

可見氣體摩爾質(zhì)量Mr也是差壓計(jì)算的重要參數(shù)。

我公司生產(chǎn)的煤氣實(shí)際上是一組混合氣體，原設(shè)計(jì)提供的煤氣介質(zhì)成份及所占百分比如下：

依此計(jì)算出煤氣摩爾質(zhì)量為25.236，在最大流量45000 m3/h ，工作壓力36 kPa狀態(tài)下，計(jì)算差壓為208.3Pa（其它參數(shù)均正確）。而煤氣廠實(shí)際生產(chǎn)的煤氣成份介質(zhì)及所占百分比為（經(jīng)檢驗(yàn)分析而得）：

以此計(jì)算實(shí)際生產(chǎn)的煤氣摩爾質(zhì)量為24.730，在與上述相同狀況下計(jì)算差壓為206.2 Pa，與原差壓208.3 Pa 相差2.1 Pa ，在工藝生產(chǎn)狀況相同的條件下，威力巴測(cè)量系統(tǒng)在設(shè)定兩種差壓參數(shù)時(shí)流量顯示偏差約1000 m3/h。（注：上面差壓的計(jì)算要依據(jù)威力巴相關(guān)計(jì)算軟件，具體過程省略。）

5．最大流量和工作溫度

最大流量是計(jì)算測(cè)量系統(tǒng)差壓量程的重要參數(shù)。對(duì)于威力巴，在確定最大流量參數(shù)時(shí)，不應(yīng)機(jī)械地設(shè)定工藝設(shè)計(jì)最大生產(chǎn)能力的介質(zhì)流量為最大流量，而應(yīng)根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)狀況的正常流量確定合適范圍的最大流量，這樣才能保證測(cè)量系統(tǒng)工作在良好的線性測(cè)量范圍，以減少線性測(cè)量誤差，即使生產(chǎn)狀況發(fā)生變化，最大流量提高，由于威力巴具有量程比大的優(yōu)點(diǎn)，一般只需重新計(jì)算差壓，修改設(shè)定參數(shù)，就能可靠地在新工藝生產(chǎn)狀況下測(cè)量。

在式（2）中，工作狀態(tài)絕對(duì)溫度T(fa)=工作溫度+273.15，可見工作溫度也是威力巴計(jì)算差壓的重要參數(shù)。我公司煤氣中壓原設(shè)計(jì)工作溫度為40℃，而實(shí)際生產(chǎn)中溫度達(dá)到58℃，因此工作溫度參數(shù)也應(yīng)以實(shí)際生產(chǎn)狀態(tài)下的值為準(zhǔn)，才能保證測(cè)量差壓計(jì)算的準(zhǔn)確。

此外，威力巴對(duì)氣體介質(zhì)流量測(cè)量時(shí)，由于氣體的密度受溫度、壓力影響比較大，在一定的溫度壓力范圍內(nèi)，密度的變化大于測(cè)量精度的要求，則必須加溫、壓補(bǔ)償。但當(dāng)溫度或壓力變化較大時(shí)，則必須以改變了的溫度或壓力值重新計(jì)算差壓，否則將造成較大的測(cè)量誤差。

6．威力巴流量計(jì)使用中需要注意的相關(guān)事項(xiàng)

(1) 在安裝使用時(shí)，當(dāng)管道上、下游的直管段不夠長(zhǎng)時(shí)，推薦在彎管后2倍管道直徑處安裝威力巴。因在彎管后的流體剖面較復(fù)雜，需將流體系數(shù)K做輕微調(diào)整，據(jù)有關(guān)資料表明調(diào)整K系數(shù)以后，測(cè)量精度由原來的±1%下降到±3%，重復(fù)精度由原來的±0.1%下降到±0.3%。

(2) 連續(xù)工作的威力巴從根本上杜絕了堵的可能，但在以下情況，威力巴仍需注意防堵：

當(dāng)引壓管泄漏，探頭高壓區(qū)遭到破壞，雜質(zhì)中直徑較小的顆粒就有可能進(jìn)入取壓孔；
當(dāng)管道處于停產(chǎn)時(shí)，由于分子的布朗運(yùn)動(dòng)，顆粒小的雜質(zhì)有可能進(jìn)入取壓孔；
系統(tǒng)頻繁開機(jī)時(shí)，在高壓區(qū)形成的瞬間，顆粒小的雜質(zhì)有可能進(jìn)入取壓孔，日積月累，就有可能造成探頭的堵塞；
介質(zhì)中含有大量的焦油、藻類生物，或者含有纖維狀的物質(zhì)，也有可能造成探頭的堵塞。

7. 結(jié)束語

利用威力巴進(jìn)行流體流量測(cè)量，其差壓計(jì)算所需參數(shù)必須是工藝實(shí)際生產(chǎn)狀況下可靠的參數(shù)，否則參數(shù)不正確，計(jì)算出來的差壓必定不真實(shí)，那么據(jù)此選用的再先進(jìn)的測(cè)量設(shè)備也無法準(zhǔn)確、可靠地測(cè)量。當(dāng)然在實(shí)際使用過程中要保證威力巴流量計(jì)測(cè)量的準(zhǔn)確、可靠，需要核定的參數(shù)不止上面幾項(xiàng)，它們只不過是影響比較大的幾個(gè)方面，除此之外，盡管威力巴探頭采用科學(xué)、先進(jìn)的防堵設(shè)計(jì)，還是需要注意正確安裝與使用，這需要在長(zhǎng)期的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐中探索、總結(jié)，惟有如此，流量計(jì)才能在流量測(cè)量中發(fā)揮應(yīng)有的作用。

渦輪流量計(jì)使用要注意的地方

　　渦輪流量計(jì)現(xiàn)在在石油、化工、科研和國防計(jì)量方面用的比較多，因?yàn)?span title="渦輪流量計(jì)" target="_blank">渦輪流量計(jì)精度高，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝方便，采用不銹鋼材質(zhì)，一般的介質(zhì)都可以測(cè)量。那么在渦輪流量計(jì)使用時(shí)我們應(yīng)該注意哪些方面呢？　　1、使用時(shí)，應(yīng)保持被測(cè)液體清潔，不含纖維和顆粒等雜質(zhì)?！　?、傳感器在開始使用時(shí)，應(yīng)先將傳感器內(nèi)緩慢的充滿液體，然后再開啟出口閥門，嚴(yán)禁傳感器處于無液體狀態(tài)時(shí)受到高速流體的沖擊?！　?、傳感器不用時(shí)，應(yīng)清洗內(nèi)部液體，且在傳感器兩端加上防護(hù)套，防止塵垢進(jìn)入，然后置于干燥處保存。　　4、傳感器的傳輸電纜可架空或埋地敷設(shè)(埋地時(shí)應(yīng)套上鐵管)。　　5、配用時(shí)的過濾器應(yīng)定期清洗，不用時(shí)，應(yīng)清洗內(nèi)部的液體，同傳感器一樣，加防塵套，置于干燥處保存?！　?、傳感器的維護(hù)周期一般為半年。檢修清洗時(shí)，請(qǐng)注意勿損傷測(cè)量腔內(nèi)的零件，特別是葉輪。裝配時(shí)請(qǐng)看好導(dǎo)向件及葉輪的位置關(guān)系?！　?、在傳感器安裝前，先與顯示儀表或示波器接好連線，通電源，用口吹或手撥葉輪，使其快速旋轉(zhuǎn)觀察有無顯示，當(dāng)有顯示時(shí)再安裝傳感器。若無顯示，應(yīng)檢查有關(guān)各部分，排除故障。

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