大口徑寬量程低壓蒸汽流量計選型 發布時間:2016-12-01
0概況 某石化動力部外送低壓蒸汽是蒸汽管網的重要產出方,其計量準確與否直接影響到各裝置達標和經濟核算,尤其SMES3.0能源計量模塊上線運行後,對計量器具的計量準確性提出了新的要求。動力部外送低壓蒸汽管線為DN700的大管徑,外送蒸汽量因生產調整會造成流量從10~150t/h之間的波動,原有的流量計已不能滿足企業經濟核算的要求,準備利用2015年大檢修之機進行更新,以提高計量準確,因此,選擇一台能保證大口徑寬流量工藝條件的流量計成為當務之急。 1選型條件 1.1蒸汽計量的特點 蒸汽作為重要的載能工質,在石油、化工、冶金以及城鎮供熱行業中廣泛應用。由於蒸汽物性的特殊性,長期以來一直是能源計量工作中的重中之重,蒸汽計量有以下特點:①蒸汽幹度的修正及其可能出現的汽水兩相流測量問題,對於相流經常變化的蒸汽,使用目前流量儀表測量流量,不易做到準確計量。②因生產調整和工藝條件變化,蒸汽量波動幅度較大,計量儀表的性能難以適應。③隨著溫度和壓力的變化,蒸汽物理性質變化較大,給準確計量帶來困難。④蒸汽在工業生產所用能源中屬較貴的能源,對單位經濟核算影響較大。 1.2 動力部外送蒸汽的工藝參數
2流量計選型與分析 根據項目輸送蒸汽的性質和工藝操作參數,以及蒸汽計量廣泛選擇的流量計型號,初步確定可以選擇的流量計有畢托巴流量計、渦街流量計和一體化節流式流量計,以下對三種流量計的原理及特點做以分析比較。 2.1畢托巴流量計 畢托巴流量計是采用皮托管原理提取管道中心流體流速(全壓-靜壓=動壓)再換算成流體體積流量與質量流量的差壓式流量計。皮托管原理早就廣泛應用在航天航空業中。 2.1.1組成和工作原理 畢bi托tuo巴ba流liu量liang計ji將jiang探tan針zhen插cha入ru管guan道dao中zhong心xin,總zong壓ya孔kong對dui正zheng流liu體ti的de來lai流liu方fang向xiang,靜jing壓ya孔kong對dui正zheng流liu體ti的de去qu流liu方fang向xiang,總zong壓ya與yu靜jing壓ya之zhi差cha即ji為wei管guan道dao中zhong心xin的de實shi測ce差cha壓ya,再zai由you該gai探tan針zhen的de風feng洞dong標biao定ding曲qu線xian擬ni合he出chu該gai點dian的de標biao準zhun差cha壓ya,根gen據ju標biao準zhun差cha壓ya來lai計ji算suan流liu體ti的de流liu量liang。同tong時shi還hai需xu用yong壓ya力li變bian送song器qi測ce出chu流liu體ti壓ya力li,用yong熱re電dian阻zu溫wen度du計ji測ce出chu流liu體ti溫wen度du,把ba標biao準zhun差cha壓ya信xin號hao、壓力信號、溫度信號同時引入單片機構成的流量積算儀或直接接入DCS係統,一方麵對探針的流量方程進行解算,再一方麵對蒸汽進行壓力、溫度補償,以保證測量精度,並用數字顯示出差壓、壓力、溫度、瞬時流量、累積流量、熱量、速度等參數。 2.1.2畢托巴流量計的優點 ①準確度高。蒸汽測量最高可達0.5級; ②可靠性高。因探針的構造非常簡單,結構設計合理,導壓管內介質不流動,雜物不容易進去,所以能長時間保持測量精度; ③測量範圍廣。流量在0.2~50000t/h都可以準確測量。對低流速、小流量、大管徑測量效果、佳; ④安裝簡便。隻需在管道合適的位置上打一個相當的孔,把一次元件探針插入管道中心,即可方便地進行安裝; ⑤壓力損失小,一次元件傳感器是Φ20mm~Φ55mm不鏽鋼製成,其截麵積很小,在介質管道中幾乎是無壓力損失,與孔板等節流裝置相比較具有明顯的節能效果;⑥現場安裝不要求直管段。 2.1.3畢托巴流量計的缺點 ①價格高,性價比低;②引壓管沒有不積冷凝水設置和防凍設置。 2.2渦街流量計 2.2.1組成和工作原理 wojieliuliangjishuyutijiliuliangji。wojieliuliangjishiyingyongliutizhendangyuanlilaiceliangliuliangde,liutizaiguandaozhongjingguoxuanwofashengtihouhuichanshengzhengbiyuliusudexuanwo,youcikesuanchuliutideliuliang。流量與旋渦頻率的關係,可用下式表示[1]:V=f/k 式中:f為旋渦的個數;k為儀表係數;V為流過流體的體積。 2.2.2渦街流量計用於蒸汽計量的主要優點 ①結構簡單而牢固無可動部件,可靠性高,長期運行十分可靠; ②安裝簡單,維修十分方便; ③輸出是與流量成正比的脈衝信號,無零點漂移,精度高; ④壓力損失較小,運行費用低,節能; ⑤測量範圍寬,量程比可達1∶10; ⑥應用範圍廣,蒸汽、氣體、液體的流量均可測量。 2.2.3渦街流量計用於蒸汽計量的缺點 ①要求被測量介質的流動雷諾數下限較高,體流速一般應大於4m/s,流速過低時會造成測量精度降低甚至小流量不計量;②對振動較敏感,在強烈振動的環境下工作,會影響測量精度;③對被測量介質的潔淨度要求較高,不適宜測量對頻率信號檢測器造成嚴重汙染的髒汙流體。 2.3一體化節流式流量計 2.3.1一體化節流式流量計結構和工作原理 一體化節流式流量計結構,如圖1所示。 一體化節流式流量計是將節流裝置和差壓變送器做成一體,由差壓變送器輸出4~20mA差壓信號,可測量多種介質(液體、氣體、蒸汽),設計了防凍式隔離器,簡化了流量計結構,便於安裝。一體化節流式流量計可采用多種節流件,常用ISA1932標準噴嘴及標準孔板。 配置智能化差壓變送器和帶通訊功能的流量顯示設備的一體化節流式流量計,可通過HART協議實現寬量程比檢測,流量測量範圍度可達到6∶1~10∶1或huo更geng寬kuan。充chong滿man管guan道dao的de流liu體ti流liu經jing管guan道dao內nei的de節jie流liu裝zhuang置zhi,流liu束shu將jiang在zai節jie流liu件jian處chu形xing成cheng局ju部bu收shou縮suo,從cong而er使shi流liu速su增zeng加jia,靜jing壓ya力li降jiang低di,在zai節jie流liu件jian前qian後hou產chan生sheng了le靜jing壓ya力li差cha(或差壓)。流體的流速愈大,在節流件前後產生的差壓也愈大。因此通過測量差壓的方法可測量流量[2]。 2.3.2一體化節流式流量計用於蒸汽計量的優點 ①測量範圍寬約為10∶1;②優先選定值ISO1932噴嘴,壓損小(同流量,同β值情況下,為孔板的60%),檢定周期長(是孔板的4倍);③引壓管不積存冷凝水;④采用專利技術―――防凍隔離器,不需伴熱、保溫和隔離器,節約能源;⑤介質適用性強(特別適用於蒸汽流量測量),動態性能好,結構簡單,故障率低,安裝維護簡便。 2.3.3一體化節流式流量計用於蒸汽計量的缺點 ①上下遊直管段應是圓形,內壁光滑,其內徑與流量計標稱內徑相同;②一(yi)體(ti)化(hua)節(jie)流(liu)式(shi)流(liu)量(liang)計(ji)必(bi)須(xu)垂(chui)直(zhi)安(an)裝(zhuang)在(zai)與(yu)其(qi)公(gong)稱(cheng)通(tong)徑(jing)相(xiang)應(ying)的(de)水(shui)平(ping)管(guan)道(dao)上(shang),一(yi)體(ti)化(hua)節(jie)流(liu)式(shi)流(liu)量(liang)計(ji)在(zai)測(ce)量(liang)管(guan)線(xian)上(shang)遊(you)側(ce)和(he)下(xia)遊(you)側(ce)應(ying)配(pei)置(zhi)一(yi)定(ding)長(chang)度(du)的(de)直(zhi)管(guan)段(duan)。 2.4流量計的選型分析 根據三種流量計的特點,從測量精確度、測量範圍、壓力損失、抗幹擾能力及運行維護等方麵進行比較,如表2所示。 由於被測介質管徑較大(DN700),工作流量範圍寬(10~150t/h),wojieliuliangjiheyitihuajieliushiliuliangjizaidiliuliangshibaozhengceliangdezhunquexingfangmianchayixie,huizaochengyidingdeceliangwucha,erbituobaliuliangjiceliangfanweijiaokuan,jinenggoubaozhengxiaoliuliangshizhunqueceliang,younengmanzudaliuliangdezhunqueceliang,tongshizaidaguanjingshangdeanzhuangyejiaoyishixian。canzhaoqitaqiyebituobaliuliangjiceliangdiyazhengqidechenggongjingyan,rubiao3所示,確定該低壓蒸汽計量采用的流量計為畢托巴蒸汽流量計。 在運行過程中也要關注:①管線吹掃或打靶時應關閉引壓閥閥門,以保護流量計,保證在正常生產過程中的準確測量;②由於該流量計沒有引壓管防止冷凝水設置,現場應加伴熱。 3工業使用情況 畢托巴蒸汽流量計,經過調試、組態等相關工作以後,至3月開始,蒸汽係統低壓蒸汽外供量以該計量表(FT414)數據為準,表4為2016年1-6月份蒸汽準確率情況。 從表4可以看出,該蒸汽計量表(FT414)投用後,隨著蒸汽計量準確的提高,低壓蒸汽管網差率有效下降,目前該表運行良好。 4結束語 通tong過guo該gai工gong程cheng蒸zheng汽qi使shi用yong流liu量liang計ji的de選xuan型xing與yu分fen析xi,可ke確que定ding畢bi托tuo巴ba流liu量liang計ji在zai大da口kou徑jing寬kuan流liu量liang蒸zheng汽qi的de計ji量liang中zhong有you明ming顯xian的de優you勢shi,為wei蒸zheng汽qi交jiao接jie計ji量liang提ti供gong較jiao好hao的de計ji量liang方fang案an,但dan在zai具ju體ti的de計ji量liang中zhong,需xu要yao注zhu意yi該gai流liu量liang計ji沒mei有you引yin壓ya管guan防fang止zhi冷leng凝ning水shui設she置zhi的de情qing況kuang,做zuo好hao設she備bei伴ban熱re和he季ji節jie變bian換huan時shi的de巡xun查zha工gong作zuo,從cong而er確que保bao蒸zheng汽qi計ji量liang的de準zhun確que可ke靠kao。
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