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渦街流量計在過熱蒸汽和飽和蒸汽中的應用

1、問題的提出
目前，柳鋼使用流量儀表測量蒸汽流量，測量介質主要是過熱蒸汽和飽和蒸汽。對于大中型蒸汽管道，多是采用孔板差壓式流量計，尤其是高壓過熱蒸汽；對于中小型蒸汽管道，除了孔板差壓式流量計以外，還使用渦街流量計。柳鋼蒸汽計量主要存在問題有：
（1）介質出現氣液并存狀態。過熱蒸汽在輸送過程中隨著溫度、壓力的變化，轉變成為飽和蒸汽或過飽和蒸汽。并且，柳鋼蒸汽計量忽略氣液并存狀態，假定蒸汽為完全干燥，不考慮蒸汽干度的影響，測量數據會低于實際的流量。
（2）柳鋼蒸汽計量采用的孔板差壓式流量計量程比小，一般為3：1，若運行在30%流量刻度以下時，其精度下降較大；運行工況條件離開原設計條件，測量誤差增大，導壓管易堵、漏、凍、汽化等問題，造成儀表一次安裝工程量大，增加維護工作量。標準孔板運行、磨損，也會影響測量準確度。
（3）對于傳統的渦街或孔板流量計，其前后安裝直管段一般要求前10D后5D。如果上下游直管段不足，則會導致流體未充分發展，存在旋渦和流速分布剖面畸變，產生測量誤差。
（4）渦街流量計抗振性能、測量臟污介質適應性差。
（5）引壓管內冷凝水重力產生的壓力沒有進行補償校正。
2、對策與建議
（1）投用一套蒸汽計量系統，*先對測量介質、現場管徑及設計參數量程進行充分論證，選取適合的節流裝置及測量儀表，以符合現場測量的需要，減少因設計與實際不符而產生的測量不準確。
（2）正確安裝蒸汽計量裝置：
①測量裝置必須安裝在足夠長的直管段上，前后至少滿足前10D后5D的距離。
②蒸汽計量儀表不能安裝在整套管路*低處。
③重視冷凝罐的安裝。2個冷凝罐應處于同一水平面上；為不使冷凝液面波動對測量產生誤差，冷凝器的有效容積應大于所使用的差壓變送器工作空間的*大容積變化的3倍，安裝時要充分考慮日后維護、拆換、吹掃便利。
④導壓管長度*好在16m內。導壓管應確保正、負管處于相同溫度狀態。在現場施工中如果導壓管高于16m，為提高計量準確度，需對差壓變送器量程進行遷移處理。
⑤計量采取溫壓補償時，測溫元件取點*好在節流件下游側10D以外。蒸汽的管路必須有良好的保溫措施防止熱量損失。
（3）影響蒸汽計量的主要參數有壓力、溫度。在壓力、溫度波動范圍較大的場合應考慮補償。由于蒸汽干濕度不一致，氣液并存難以消除，運行一段時間后，通過對現場參數觀察分析，及時修正相應參數，以減少測量誤差，提高計量準確性。
（4）日常維護與管理：
①測量系統安裝完畢后，檢查各閥門、導壓管等有無泄漏，打開排污閥并讓蒸汽排出后關閉排污閥，等冷凝罐及導壓管內充滿冷凝水后才正常投運。
②防止長期運行的管道、節流裝置結垢、磨損、腐蝕，確保節流裝置結構形狀及尺寸保持良好。
③儀表長期處在高溫、高壓的水蒸汽環境中，很容易損壞、銹蝕、雜質阻塞等，因此需要經常維護和定期檢修。孔板差壓式蒸汽流量計特別要檢查孔板開口的圓面是否銹蝕，有沒有附著臟物，要定期清洗，對銹蝕嚴重的孔板要更換。渦街流量計在使用中要注意檢查三角柱縫隙是否有雜物阻塞、檢測元件是否失靈等。
3、結語
對于柳鋼蒸汽計量系統，完善的計量裝置僅僅是提供了一個流量測量手段，要得到相對準確的數據，還需要根據具體的情況進行參數設計和修正調整，同時，相應的管理措施也是保障計量準確的基礎。