1、會計學1影響蒸汽流量計正確測量的因素和解決影響蒸汽流量計正確測量的因素和解決方法方法 我公司蒸汽流量計有：孔板流量計，噴嘴流我公司蒸汽流量計有：孔板流量計，噴嘴流量計，渦街流量計，彎管流量計等。蒸汽的計量量計，渦街流量計，彎管流量計等。蒸汽的計量不同于其它流體如水、空氣等介質，在實際測量不同于其它流體如水、空氣等介質，在實際測量中影響其精確測量的因素較多，同時在國內關于中影響其精確測量的因素較多，同時在國內關于蒸汽測量方面也存在不少誤區。影響正確測量蒸蒸汽測量方面也存在不少誤區。影響正確測量蒸汽流量的因素很多，下面我們分析一下影響正確汽流量的因素很多，下面我們分析一下影響正確測量蒸汽流量的因素

2、及處理方法。測量蒸汽流量的因素及處理方法。公司流量計簡介問題一：我公司所用的蒸汽流量計有哪幾種？問題一：我公司所用的蒸汽流量計有哪幾種？第1頁/共40頁一、蒸汽流量的變化對測量的影響一、蒸汽流量的變化對測量的影響 公司內的用汽負荷比較穩定，熱用戶、生產用汽單位的用汽公司內的用汽負荷比較穩定，熱用戶、生產用汽單位的用汽，由于用汽的時間性、生產任務、人為因素等原因的用汽量我們，由于用汽的時間性、生產任務、人為因素等原因的用汽量我們可能無法知道或變化很大，流量計必須能夠測量從極端的低負荷可能無法知道或變化很大，流量計必須能夠測量從極端的低負荷至最大負荷的整個范圍。因此流量計在可能的流動工況下具有盡至

3、最大負荷的整個范圍。因此流量計在可能的流動工況下具有盡可能大的量程比。但涉及量程比時我們還要注意，因為量程比是可能大的量程比。但涉及量程比時我們還要注意，因為量程比是居于現實的流動速度上，通過查資料發現對于蒸汽系統一般的最居于現實的流動速度上，通過查資料發現對于蒸汽系統一般的最大允許速度為大允許速度為35ms，更高的流動速度會引起系統的沖蝕和噪音，更高的流動速度會引起系統的沖蝕和噪音。比如標準孔板、標準噴嘴、彎管等流量計流速超過量程時由于。比如標準孔板、標準噴嘴、彎管等流量計流速超過量程時由于變送器的量程限制流量不增加，仍顯示為最大量程。渦街流量計變送器的量程限制流量不增加，仍顯示為最大量程。

4、渦街流量計流速超過量程時，由于噪音的影響，發現有的渦街流量計量程不流速超過量程時，由于噪音的影響，發現有的渦街流量計量程不但不增加，反而減少。而不同的流量計允許的最低流速是不同的但不增加，反而減少。而不同的流量計允許的最低流速是不同的，根據流量測量原理，大部分流量計有小信號切除的功能，因此，根據流量測量原理，大部分流量計有小信號切除的功能，因此對于流量變化比較大的系統，很容易造成在低流量對于流量變化比較大的系統，很容易造成在低流量(低流速低流速)時有時有些流量計無法正確計量或不能計量的事實。儀表的選型時要盡可些流量計無法正確計量或不能計量的事實。儀表的選型時要盡可能選擇流量量程比大的流量計，避

5、免在測量小流量時不正確或流能選擇流量量程比大的流量計，避免在測量小流量時不正確或流量量“丟失丟失”現象，但具體如何選擇還要根據具體情況而定?，F象，但具體如何選擇還要根據具體情況而定。問題二：如何消除蒸汽流量的變化對測量的影響？問題二：如何消除蒸汽流量的變化對測量的影響？第2頁/共40頁二、蒸汽壓力和和溫度變化引起的密度變化 在理想情況下，蒸汽的壓力能保持絕對的恒定。然而，在現實世界中，由于蒸汽系統負荷的變化、系統的壓力降，爐、機運行參數的變化，熱網熱用戶用汽量大小等原因都會引起壓力的變化，有時這種變化是很大的，在輸送蒸汽的過程中即使在壓力不變，由于蒸汽管道的對外散熱，也要損失掉一部分熱量，從而

6、引起溫度的變化，導致蒸汽密度發生了變化。 如孔板流量計：孔板和差壓變送器輸出的是差壓信號。其質量流量與流量計的幾何外型、差壓平方根和密度平方根有關。其質量流量公式是第3頁/共40頁 其中：qm流體質量流量Kg/s d節流件孔徑 c流體流出系數 節流件孔徑與管道內徑d/D 節流件裝置上游取壓口處的流體密度Kg/m3 流束膨脹系數 p節流裝置上下游取壓口的壓力之差第4頁/共40頁 孔板和差壓變送器輸出的差壓信號只和流體流速有關，而和介質的密度、壓力、溫度無關。即對于給定的流動速度，1MPa和05MPa的蒸汽，或300和200的蒸汽，對同一個孔板和差壓變送器其輸出信號是相同的。因此，對于一個孔板式蒸

7、汽流量計如果指定在某壓力或溫度下工作，而實際運行于不同的壓力和溫度，即在一定的差壓下，因溫度和壓力變化引起的誤差可用以下方法簡單計算：其中：e基于真實流量的誤差， sp指定壓力溫度下的蒸汽密度， act實際工況下的蒸汽密度，第5頁/共40頁 一個孔板蒸汽流量計如果指定在過熱蒸汽壓力為05 MPa下工作，而實際的運行壓力為04MPa。通過查過熱蒸汽密度表得知：在相同的溫度（290）下壓力為05 MPa的蒸汽密度為19495Kg/m3，壓力為04MPa的蒸汽密度為15554Kg/m3。 注：以上壓力是指絕對壓力，如果不告知，下面所說的壓力均為絕對壓力。 其測量誤差為：e1.94951.5554一1

8、100+119第6頁/共40頁 一個孔板蒸汽流量計如果指定在過熱蒸汽溫度為290工作，而實際的運行溫度為250。通過查過熱蒸汽密度表得知：在相同壓力下（05 MPa）溫度為290的蒸汽密度為19495Kg/m3，溫度為250的蒸汽密度為21081Kg/m3。 其測量誤差為：e1.94952.1081一110038第7頁/共40頁 再如渦街流量計： 渦街流量計質量流量公式： qm （3600fK） f頻率（Hz） K儀表系數 渦街流量計的測量探頭信號輸出只和流速有關，而和介質的密度、壓力、溫度無關。即對于給定的流動速度，1MPa和0MPa的蒸汽，或300對同一個渦街流量計探頭其輸出信號是相同的。

9、因此，對于一個渦街蒸汽流量計指定在某壓力或溫度下工作，而實際運行于不同的壓力和溫度，其因溫度和壓力變化引起的誤差可用以下方法簡單計算： espact一1100 其中：e基于真實流量的誤差， sp指定壓力溫度下的蒸汽密度， act實際工況下的蒸汽密度，第8頁/共40頁應用舉例 三 一個渦街蒸汽流量計指定在過熱蒸汽壓力為05 MPa下工作，而實際的運行壓力為04MPa。通過查過熱蒸汽密度表得知：在相同的溫度下（290）壓力為05 MPa的蒸汽密度為19495Kg/m3，壓力為04MPa的蒸汽密度為15554Kg/m3。 其測量誤差為： e(1.94981.5554一1)100+253 再如：一個渦

10、街蒸汽流量計指定在過熱蒸汽溫度為290下工作，而實際的運行溫度為250。通過查過熱蒸汽密度表得知：在相同壓力（05 MPa）下溫度為290的蒸汽密度為19495Kg/m3，溫度為250的蒸汽密度為21081Kg/m3。 其測量誤差為：e(1.94982.1081一1)10075第9頁/共40頁第10頁/共40頁 eQmxQmd1 1x12 1109512 1第11頁/共40頁 由于采用溫壓補償，所以按照臨界飽和狀態查表，得到此時的蒸汽(干部分)密度為s=5.6808kg/m3，查水密度表知此時水滴的密度為L=882.47kg/m3，顯然水滴與蒸汽干部分的體積流量為第12頁/共40頁 由定義知，

11、蒸汽干部分體積流量占濕蒸汽總體積流量之比 RV 為 在該例中，RV=99.93%，由此可見，在濕蒸汽中，水滴所占的體積可忽略不計。問題三：凝結成的水滴在飽和蒸汽體積流量計中有何影響？第13頁/共40頁第14頁/共40頁3. 過熱蒸汽變成飽和蒸汽第15頁/共40頁第16頁/共40頁第17頁/共40頁 用作蒸汽計量裝置的渦街流量計安裝在減壓(穩壓)閥之后。原設計按飽和蒸汽考慮，采用溫度補償。經減壓，蒸汽總管帶入的水滴蒸發完后汽溫仍高于飽和溫度，呈過熱狀態，現場采集到的數據如上圖所示。這時流量二次表按照所測量到的溫度t2=162.4查飽和蒸汽密度表，得2=3.4364kg/m3，而按照t2和P2兩個

12、測量值查過熱蒸汽密度表，得密度2=2.6928Kg/m3，所以質量流量計算結果出現27.6%的誤差，即第18頁/共40頁第19頁/共40頁 第20頁/共40頁 五、蒸汽流量計應具有的性能 “沒有計量，就沒有管理”，為了正確測量蒸汽的流量，一個蒸汽流量計必須具備以下性能：51 良好的再現性 再現性是描述流量計能多次顯示一個確定的流量值的能力。再現性不應該和測量精度混淆。一個流量計對一個確定的流量能多次顯示良好的同一性，但其值有可能是錯誤的或者是不正確的。流量計的再現性有助于改進工廠的效率、改進工藝過程的控制。52 高的測量精度 測量精度是衡量蒸汽流量計的顯示值和“真實”值的吻合程度。精度有兩種差

13、別很大的方法表示：521 測量值誤差或實際示值誤差 如果流量計系統的實際示值誤差為3，并且指示流量為1000 kgh，其“不確定值”在1030kgh和970kg h之間。當流量為500kg h時，其誤差仍然為3，“不確定值”在515kgh和485kgh之間。第21頁/共40頁522 FSD或者全量程誤差 在本表示方法中，誤差以流量計的最大測量值的百分比表示。假定一個流量計其最大測量值為1000kgh，其精度為全量程的3，則當流量為500kgh時，其“不確定值”在530kgh和470kgh之間?？梢钥闯?，此時對于“實際測量值”其不確定性為6。并且當流量減少時，其不確定性增大，也即誤差增大。 所以

14、在考察一個流量計的精度時，一定要注意是示值誤差還是全量程誤差。53 量程比 一個流量計精度很重要，但口徑選擇正確和使流量計盡可能接近用戶的實際需要也很關鍵。量程比是指一個流量計能確保給定的精度和再現性的范圍內，所能測量的最大流量和最小流量之比。問題八：對于一臺量程1000kgh流量計，FSD為3，當流量為500kgh時，計算其不確度？第22頁/共40頁下面是我公司一些常用的蒸汽流量計典型的量程比 流量計類型典型的量程比 孔板流量計4：l 彎管流量計10：l 渦街流量計從4：l至25：l取決于實際應用 超聲波流量計40：l至200：l 在典型的蒸汽系統中，蒸汽負荷有峰值，也有極端低值，如午休時間

15、或午夜。而每個流量計的選擇是根據所處理的最大流量。例如，在某一應用中，最大流量為1000kg/ h，同時選用了一孔板流量計，一般孔板流量計的量程比為4：1，也即該流量計在1000kgh至250kgh內能達到它所標的性能。當實際流量低于該值時，流量計不能達到它的性能，誤差開始積累。最好的情況是測量不再正確，最差的情況是流量會“丟失”。問題八：蒸汽流量計應具有的重要性能？良好的再現性、高的測量精度、測量誤差小、量程比寬等 第23頁/共40頁 在下圖的實例中，最壞情況時“流量丟失”1700kg或約一天中30的總流量。因此，蒸汽流量希望能正確計量，有必要了解正確的蒸汽用量，同時選擇量程比足夠大的流量計

16、以滿足蒸汽負載的變化。從長遠來看，高量程比流量計很重要：高量程比能處理流量增加或減少的需要，完全消除錯誤讀數。第24頁/共40頁54 蒸汽密度的自動補償功 在前面關于影響蒸汽流量正確測量中討論到，在現實世界中，完全恒定的蒸汽壓力、溫度是不存在的。下圖表示一個典型的飽和蒸汽應用的變化周期。在起機階段，系統壓力逐漸升高至正常的5 barg，然而由于工藝過程負載等各種因素的變化，系統的壓力總是在波動。對于一個簡單的、沒有密度自動補償的流量計，在一天中的累計誤差是很明顯的。因此，對應用于蒸汽系統的流量計必須具有自動密度補償功能。 第25頁/共40頁六、關于蒸汽流量測量溫壓補償問題的探討 蒸汽流量測量中

17、增加溫壓補償的目的，是在蒸汽的實際工況偏離沒汁工況時，將蒸汽的密度對測量結果的影響予以修正。因為蒸汽是處于氣相狀態，在其溫度、壓力變化時，其密度有很大的變化，如果不進行補償，引起的誤差是很大的。例如設計壓力為lMPa(表壓)的飽和水蒸氣，當壓力下跌到08MPa時，密度下降到設汁值的82，若不進行溫壓補償，對差壓式流量計的影響是使示值升高104，而對渦街流量計的影響是使示值升高219。顯然，對溫度、壓力變化的流量測量對象，除直接法質量流量計外，必須進行溫壓補償。問題九：測量蒸汽流量時為何要進行溫壓補償？ 蒸汽處于氣相狀態，其溫度、壓力變化時，其密度有很大的變化，如果不進行補償，引起的誤差是很大的

18、。第26頁/共40頁 但是儀表在實施溫壓補償時遇到了一些問題，因為水蒸氣在輸送過程中難免要發生相變，例如過熱蒸汽在經過長距離輸送后，往往因沿途損失熱量而脫離過熱狀態，進入飽和狀態，甚至變成氣液兩相，如果仍按過熱蒸汽來處理是帶來很大的測量誤差。飽和水蒸氣在送到生產裝置后有的往往要先減壓再使用，我們的熱用戶所用的蒸汽也是經過我公司的減壓閥門后到達用戶，那么，減壓后的蒸汽是處于飽和狀態還是過熱狀態等等。對于這些問題如果處理不當，就會引起額外的誤差。下面就以我們實際工作中所遇到的問題，結合具體的儀表進行分析和討論。第27頁/共40頁1、蒸汽密度的求取 流量測量中溫壓補償的主要任務是將蒸汽的溫度、壓力測

19、量出來并據此求出蒸汽密度。 我們公司內所使用的流量二次表是WP型系列智能流量積算控制儀，熱網用戶所使用的大部分是濰坊奧博科技發展有限公司的MC51-A型智能流量積算儀。在該儀表中，蒸汽溫壓補償采用查表和內插相結合的方法求取蒸汽密度，在儀表的EPROM中寫入二個蒸汽密度表，一個表是過熱蒸汽密度表，另一個是飽和蒸汽密度表，采用的都是國際蒸汽密度表1967 IFC。其中，過熱蒸汽密度表有兩個自變量，即蒸汽溫度和蒸汽壓力。而飽和蒸汽密度表都只有一個自變量。是蒸汽壓力為自變量，還是蒸汽溫度為自變量，查出的結果都是一樣的。這樣，測得蒸汽溫度或測得蒸汽壓力都能通過查飽合蒸汽密度表求得蒸汽密度。究竟是選用查溫

20、度為自變量還是以壓力為自變量，則在實際操作中由用戶自己選定。第28頁/共40頁2、飽和蒸汽應采用何種補償 飽和蒸汽采用壓力補償和溫度補償，從本質上來說是一樣的，因為飽和狀態的蒸汽壓力和溫度之間呈單值函數關系，從蒸汽壓力查出的密度同與此壓力相對應溫度查出的密度是一致的。因此，采用壓力補償和溫度補償都是可行的。 從節約投資和減少安裝工作量的角度來看，是溫度補償更合算一些，因為一支鉑熱電阻的價格只及壓力變送器的幾十分之一到幾分之一。從補償精度來看，主要取決于所選的壓力變送器的精度和熱電阻的精度。因為我們所選用的流量二次表精度較高，其壓力輸入通道最大誤差為0.1%FS，而溫度輸入通道，當溫度300時最

21、大誤差為0.3，溫度300時，最大誤差0.1%MV。 下面從一實例分析不同的傳感器、變送器精度對補償誤差的影響。第29頁/共40頁 有一飽和蒸汽流量計，蒸汽常用壓力1.0MPa（壓力為表壓），其飽和溫度為184.1，如果忽略溫度傳感器和壓力變送器安裝帶來的誤差，而且壓力變送器導壓管中的液柱對壓力測量的影響也已做了校正，況且選用的是A級鉑熱電阻，此時測溫最大誤差為0.59，用這個測量結果去查密度表，密度可能產生的最大的誤差是0.072kg/m3，這個誤差比選用0.5 級壓力變送器效果略差，比1.0 級壓力變送器效果略好。顯然，采用溫度補償方法，補償精度不如壓力補償。如果蒸汽常用壓力是其他值，上面

22、列出的數字可能會有差異，但基本結論不會變。因此，對飽合蒸汽測量補償來說，壓力補償與溫度補償相比，壓力補償精度高一些，溫度補償投資省一些，具體儀表選型時應根據系統精度要求和資金承受能力，權衡利弊得失做出抉擇。第30頁/共40頁七、 流量儀表的正確安裝 不同原理的測量方法對安裝要求差異很大。例如有些儀表(如差壓式、渦輪式)需要長的上游直管段，以保證儀表進口端前流動必須達到充分發恩而另一些儀表(例如容積式、浮子式)則無此要求或要求很低。有些儀表使用說明書未詳細說明儀表應考慮安裝位置與流動方向、維護空間、安裝方向等要求及其影響。然而從眾多發表資料表明流量儀表測量性能受安裝狀況的影響很大。追溯流量儀表應

23、用不好誤差較大的原因，有很大部分是安裝不善所致。常見的錯誤有： 孔板進出口面反裝；流量傳感器安裝在流速分布不良的場所；連接到差壓裝置的引壓管中存在不希望有的相；安裝在有害的環境或不易接近的位置；儀表處于錯誤的流動方向；差壓式儀表引壓管線斜率不正確；儀表或電信號傳輸線至于強電磁場下；將易受振動干擾的儀表裝于有振動的管道。等等。 第31頁/共40頁第32頁/共40頁流動方向 有些流量儀表只可以在某一流動方向工作，錯誤安裝成反向流動會使測量有差異，大部分流量儀表殼體標有流動方向，安裝時要注意。上游和下游管道直管段 大部分流量儀表或多或少受進口流動狀況的影響，必須保證有良好的流速分布。管道布置會引入不

24、同類型流動擾動，最普遍的是流速分布剖面畸變和旋渦。流速剖面畸變通常由于管路配件局部阻礙（如閥門）造成，或者受彎頭的影響。旋渦普遍是由兩個或兩個以上空間彎頭所引起的。這些影響能夠以適當長度上游直管段或安裝流動調整器予以改善。管徑 非常小或非常大管徑往往限制流量儀表的選擇。因為有些類型儀表的口徑范圍并不很寬。測量大管徑低流速或小管徑高流速的流量，可選用與管徑尺寸不同的儀表口徑，并以異徑管連接之，使運行流速在商品儀表規定的范圍內。使之消除選擇過低流速，儀表受到限制，過高流速則測量元件可能超速或壓力降過大而損壞儀表。第33頁/共40頁維護空間 維護空間的重要性常被忽視。一股來說應能進入到儀表周圍，易于

25、維護，并能有更換流量表的位置。管道振動 有些流量儀表(如渦街式、科氏質量式)易受振動干擾，應考慮管道作可靠支撐設計。脈動緩沖器雖可消除泵和壓縮機的影響，然而所有儀表還是應遠離振動或脈動安裝為宜。閥門位置 流量儀表的管線上總是有控制閥和管線隔離閥?？刂崎y應裝在儀表下游，以避免由閥產生任何流速分布擾動和氣穴，從而流量表測量不正確或對流量計造成損傷。通常儀表上下游分別裝有隔離閥，能使儀表與管線液流隔離，以便維護。上游閥應全開，應離儀表足夠距離避免儀表進口的流速分布畸變。電氣連接和電磁干擾 當代大部分儀表系統，在儀表上或其附近結合著電子設備。采用的電源要適合于所選擇的儀表。當儀表輸出電平低，應適用于環

26、境相適應的前置放大器。所有電氣連接應有抗雜散電干擾的第34頁/共40頁能力。制造廠一般會提出連接電纜的型號和建議連接方法。有些類型流量儀表的輸出信號易感受大功率電源影響，大功率電源會使儀表輸出脈沖波動，還會影響儀表電工作性 能，如電磁流量計的磁場被畸變。信號電纜應盡可能遠離電力電纜和電力源，降低電磁干擾和射頻干擾影響至最低水平。 環境條件方面的考慮 選型過程中應考慮儀表的周圍條件及其預期變化，這些因素如環境溫度、濕度、安全性和電氣干擾等。同時還應注意如下幾點： a流量計上游特別是測量飽合蒸汽流量時應安裝汽水分離裝置和過濾器。蒸汽中的水分不僅影響計量的正確性，同時會對流量計造成機械性的傷害，如水錘、沖蝕等。因此，流量計上游應安裝汽水分離裝置，并用浮球式疏水閥進行疏水。流量計前也應安裝過濾器，確保流量計不受管