如何減少蒸汽流量計量誤差？由于目前蒸汽計量儀表在選型和安裝等方面還存在許多問題，也缺乏有效的維護(hù)管理措施，因此蒸汽測量儀表的測量準(zhǔn)確性無法得到保障。容易引起供用雙方之間的利益矛盾，引發(fā)經(jīng)濟(jì)利益糾紛。因此，有必要對蒸汽流量測量誤差的產(chǎn)生原因進(jìn)行深入分析，進(jìn)而采取有效的降低措施，提高蒸汽流量測量的準(zhǔn)確性。

 

 

一、蒸汽流量測量的誤差分析

 

1.蒸汽密度因素

 

質(zhì)量流量是蒸汽流量檢測的重要方式，其介質(zhì)為過飽和的蒸汽或者單項蒸汽，同時體積的測量與密度的測量直接影響蒸汽的質(zhì)量流量。測量蒸氣密度通常需要溫度與壓力的補(bǔ)償，通?？梢允褂貌楸矸ɑ蛘吆唵蔚臄?shù)學(xué)公式，而由于測量的溫度、壓力存在誤差，使得蒸汽流量的測量缺乏專區(qū)性。

 

2.差壓信號傳輸誤差

 

差壓信號傳輸?shù)恼`差主要體現(xiàn)在以下三方面：

 

（1）變送器或者冷凝罐的側(cè)壓不等引起誤差。當(dāng)測量流量的取樣管、冷凝罐的高度存在差異，或者變送器在安裝的過程中其位置沒有達(dá)到水平要求，就會產(chǎn)生相應(yīng)的壓力，進(jìn)而影響測量的準(zhǔn)確性；

 

（2）引壓管線導(dǎo)致傳送失真。如果引壓管線的安裝不符合具體的要求與標(biāo)準(zhǔn)，就會影響管內(nèi)氣泡升至母管的速度，使得冷凝液無法以最快的速度充滿整個管路，進(jìn)而影響信號的準(zhǔn)確性；

 

（3）取樣管的接頭滲漏，導(dǎo)致測量偏差。取樣管的接頭存在接頭滲漏等問題，當(dāng)停止供熱時，冷凝管便無法再生成泠凝水。一旦此時的管路接頭依然存在滲漏，就會使取樣管內(nèi)部冷凝水的高度存在差異，進(jìn)而形成靜壓，如果低壓側(cè)的冷凝水高度低于高壓側(cè)，就會形成一定的供熱流量，最終導(dǎo)致蒸汽流量測量的偏差。

 

3.取樣變送器故障

 

如果測量蒸汽流量的取樣變送器發(fā)生故障，就會導(dǎo)致測量漂移，造成測量結(jié)果具有一定的誤差。由于流量計零點(diǎn)受模擬器件時漂、溫漂的雙重影響，一旦差壓信號在傳遞過程中發(fā)生失真、振動等侵?jǐn)_，就會導(dǎo)致流量計的零點(diǎn)發(fā)生漂移。

 

二、工業(yè)供熱蒸汽流量測量誤差的降低措施

 

簡單了解工業(yè)供熱蒸汽流量測量的誤差來源后，筆者將圍繞計量儀表的合理設(shè)計選型、渦街流量計的正確安裝、加強(qiáng)計量儀表的維護(hù)管理三方面降低誤差措施進(jìn)行深入分析。

 

1.計量儀表的合理設(shè)計選型

 

計量儀表的設(shè)計選型首先需要考慮的是常用、最小、最大蒸汽耗用量，同時蒸汽的品質(zhì)也必須納入分析范疇，只有將常用、最小、最大三種狀態(tài)的蒸汽耗用量實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)量化表達(dá)，設(shè)計人員才能夠獲得流量咨詢單作為設(shè)計參考，可能出現(xiàn)的設(shè)計誤差由此便能夠得以避免。

 

為了進(jìn)一步提升計量儀表選型設(shè)計質(zhì)量，類型選擇、規(guī)格型號確認(rèn)也是設(shè)計人員需要考慮的重點(diǎn)。這里的類型選擇指的是蒸汽流量長期較小的低壓蒸汽使用渦街流量計，而流量大且穩(wěn)定的用戶推薦使用差壓式流量計，前者一般指 DN300 以下的蒸汽管道，后者則多指DN400 以上的蒸汽管道；規(guī)格型號確認(rèn)指的是計量儀表的設(shè)計需要同時滿足最大與最小計量準(zhǔn)確性要求，如果這一過程中用戶出現(xiàn)管徑大、差壓低問題，設(shè)計人員便可以通過合理縮徑解決該問題。值得注意的是，一些流量差異較小或流量變化較大的用戶在計量儀表設(shè)計選型中往往存在著較高難度，因此筆者建議前者選擇微差壓變壓器，后者則采用雙變送器，這樣二者的工業(yè)供熱蒸汽流量測量精度就能夠得到更好滿足。

 

2.渦街流量計的正確安裝

 

渦街流量計多用于 DN300 以下的蒸汽管道，而為了保證其測量精度，渦街流量計的安裝必須得到重視。渦街流量計的安裝位置直接影響其測量進(jìn)度，安裝人員必須認(rèn)識到說明書所示的直管道要求僅為保證測量精度的最低條件，同時了解渦街流量計對管道機(jī)械振動與脈動流的敏感，這樣才能夠保證渦街流量計安裝于最優(yōu)位置。此外，渦街流量計的測量精度還會受到射頻干擾、蒸汽帶水、管道內(nèi)異物的影響，這些也必須被納入渦街流量計安裝的注意事項中。相較于普通渦街流量計，一體型渦街流量計對于環(huán)境溫度的要求較高，這就使得很多時候蒸汽管道的保溫性能會影響其測量精度，這點(diǎn)同樣需要納入安裝人員考量。

 

3.加強(qiáng)計量儀表的維護(hù)管理

 

計量儀表的維護(hù)管理需要實(shí)現(xiàn)定期與不定期的巡檢結(jié)合，并同時做好定期的檢定工作。其中，定期與不定期巡檢需要將目光集中在渦街疏水閥工作狀態(tài)、平衡閥門關(guān)閉嚴(yán)密程度、儀表鉛封狀態(tài)、箱門開關(guān)記錄、熱網(wǎng)狀態(tài)參數(shù)、溫壓補(bǔ)償參數(shù)準(zhǔn)確性、重要部件的腐蝕度等環(huán)節(jié)；定期檢定工作則需要嚴(yán)格結(jié)合檢定管理制度做好計量儀表的定期送檢。值得注意的是，當(dāng)計量儀表出現(xiàn)異常工況時，相關(guān)負(fù)責(zé)人員需要立即開展檢定檢驗工作。

 

三、怎樣減少蒸汽流量計計量時的誤差

 

1.蒸汽的密度補(bǔ)償要科學(xué)準(zhǔn)確

 

為了正確計量蒸汽的質(zhì)量流量，必須考慮蒸汽壓力和溫度的變化，通過流量積算儀對蒸汽密度進(jìn)行補(bǔ)償。測量蒸汽溫度的鉑電阻一定要規(guī)范安裝：測溫鉑熱電阻插入管道中心位置、鉑熱電阻安裝在流量計下游的5倍管徑處、安裝鉑熱電阻的管道位置采取保溫措施等，確保測得的溫度數(shù)值準(zhǔn)確。在蒸汽壓力的測量中一定要注意，如果采用引壓管引壓，必須進(jìn)行零點(diǎn)遷移(因為引壓管內(nèi)冷凝水的重力作用會使壓力變送器測量到的壓力與實(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)定蒸汽流量計的運(yùn)行狀態(tài)，這對蒸汽費(fèi)用的正確計算至關(guān)重要。對于蒸汽狀態(tài)不好明確判斷的使用場合，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，這樣所計量的蒸汽質(zhì)量流量最準(zhǔn)確。

 

2.現(xiàn)場存在的振動和電磁干擾應(yīng)避免

 

蒸汽流量計應(yīng)用最多的渦街流量計受設(shè)計原理的影響，對機(jī)械振動比較敏感，計量結(jié)果易受振動干擾，應(yīng)對蒸汽流量計前后管段作可靠的支撐設(shè)計，加裝振動緩沖部件，如管道振動不可避免，應(yīng)選用抗干擾能力相對強(qiáng)的蒸汽流量計(如氣體超聲波流量計、智能式渦街流量計、差壓式流量計等)。如果蒸汽流量計現(xiàn)場存在振動干擾，就會對在用的渦街蒸汽流量 計產(chǎn)生低頻率的脈沖信號影響，蒸汽流量計就會將這些脈沖作為流量信號傳遞給流量積算儀，形成累計流量，導(dǎo)致部分渦街蒸汽流量計在一段時間不用蒸汽的情況下仍然會有一定量的數(shù)值累計。這就是“不用汽而流量計走字”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“空跑”。

 

3.蒸汽流量計的量程比要合理

 

量程比是指一個流量計在能確保給定的準(zhǔn)確度范圍內(nèi)，所能測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，理論上待選蒸汽流量計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造成蒸汽流量計計量的嚴(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，一般應(yīng)選擇口徑為150mm的渦街流量計，但是當(dāng)流量降低到0.3t/h或超過15t/h時，流量計就會出現(xiàn)嚴(yán)重計量失準(zhǔn)。

 

4.蒸汽流量計上下游直管段的正確安裝

 

對于傳統(tǒng)的渦街流量計，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，就會導(dǎo)致管道內(nèi)蒸汽流動未充分發(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前安裝流動調(diào)整器或增加直管段來調(diào)整管道的流速分布，使蒸汽流量計處的流體為充分發(fā)展?fàn)顟B(tài)。對于一些大口徑蒸汽流量計，滿足上下游直管段的安裝要求更為重要。

 

四、蒸汽流量計的運(yùn)行與維護(hù)

 

1.在需要清洗工藝管道時，清洗液體不能直接通過流量計。應(yīng)該打開旁路閥，讓清洗液體流經(jīng)旁路管線來完成工藝管道清洗工作。

 

2.管道系統(tǒng)啟動時應(yīng)當(dāng)先開旁路管線，以防止因流速突然增加使渦輪因轉(zhuǎn)速過大而損壞流量計。

 

3.在使用流量計之前，應(yīng)該仔細(xì)閱讀產(chǎn)品使用說明書，以保證對儀表事先有全面的了解。

 

4.要求被測介質(zhì)潔凈，以減少軸承磨損。盡管在流量計前加裝了過濾器，但仍有雜質(zhì)進(jìn)入表內(nèi)而造成磨損，為此需定期檢修，一旦有卡阻現(xiàn)象應(yīng)立即清洗，以確保計量結(jié)果的準(zhǔn)確性。

 

5.工藝介質(zhì)的密度和黏度變化對儀表測量結(jié)果有影響。當(dāng)測量液體介質(zhì)流量時，其溫度與壓力的變化對其密度影響很小，一般可忽略不計;但當(dāng)測量氣體介質(zhì)流量時，其溫度、壓力改變后對氣體的密度影響很大，這時需對其介質(zhì)的密度進(jìn)行溫、壓補(bǔ)償，以實(shí)現(xiàn)被測介質(zhì)流量的準(zhǔn)確檢測或計量。除關(guān)注被測介質(zhì)的密度變化對儀表測量結(jié)果的影響外，還應(yīng)注意被測介質(zhì)黏度的變化。當(dāng)被測介質(zhì)黏度的變化較大時，應(yīng)將流量計予以重新標(biāo)定后方可使用。

 

6.流量計不能垂直安裝。當(dāng)測量管道有彎曲現(xiàn)象時，將會引起流體的旋轉(zhuǎn)，影響渦輪轉(zhuǎn)數(shù)改變，使儀表的測量誤差增大。