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在氯堿化工生產(chǎn)中蒸汽是主要的能耗介質(zhì)之一,隨著能源價(jià)格的不斷調(diào)整,我廠的蒸汽生產(chǎn)成本有很大上升,蒸汽單價(jià)比前幾年提高了許多,蒸汽的生產(chǎn)與使用部門都非常重視蒸汽的準(zhǔn)確計(jì)量。因此,對(duì)能源計(jì)量部門做好蒸汽流量的準(zhǔn)確計(jì)量工作提出了更高的要求。
要準(zhǔn)確地計(jì)量蒸汽流量首先要選準(zhǔn)各有關(guān)參數(shù),還要根據(jù)使用的現(xiàn)場(chǎng)儀表運(yùn)行工作環(huán)境、維護(hù)的保障要求、性能價(jià)格比等條件選好表型。我廠早期運(yùn)行的一臺(tái)20th鍋爐,由于采用老式儀表計(jì)量,盡管該鍋爐運(yùn)行狀況并不是很好,但所測(cè)該鍋爐的產(chǎn)汽量卻很大,在燃燒小窯煤的情況下,比其他同等的鍋爐燃燒效率好像高出了很多。針對(duì)這些情況,我們首先考慮到的就是該鍋爐所以產(chǎn)汽量偏大,估計(jì)是由于蒸汽出口流量計(jì)量不準(zhǔn)而造成的。
在一次大修過程中,我們對(duì)出口孔板進(jìn)行了嚴(yán)格的測(cè)量,并根據(jù)流量計(jì)算公式進(jìn)行了認(rèn)真的計(jì)算,得出結(jié)論為:該鍋爐的現(xiàn)行計(jì)量產(chǎn)汽量比實(shí)際產(chǎn)汽量要多出30%左右。由于各類蒸汽流量計(jì)的運(yùn)行原理不一樣,用戶應(yīng)用的場(chǎng)合、使用的要求不同,合理地選用性價(jià)比高,準(zhǔn)確適用的計(jì)量表型是很重要的。
下面就我廠使用過的幾種蒸汽流量計(jì)談一些在應(yīng)用過程中出現(xiàn)的問題及解決的辦法。
在80年代我廠僅在各鍋爐出口及蒸汽分配臺(tái)安裝了孔板式節(jié)流裝置,配用差壓變送器、開方結(jié)算器等儀表配套來檢測(cè)蒸汽流量,在主要用汽大戶安裝了雙波紋差壓計(jì),對(duì)小用汽戶只好用估算與分?jǐn)偟姆椒▉斫Y(jié)算。在使用孔板節(jié)流裝置測(cè)量蒸汽流量中,由于孔板的節(jié)流作用,蒸汽管道壓力損失大,安裝環(huán)節(jié)多,泄漏點(diǎn)也多(從孔板環(huán)室到差壓變送器、截止閥、平衡容器、平衡閥、排污閥等共有20多處)。
采用孔板節(jié)流裝置測(cè)量蒸汽流量要想達(dá)到測(cè)量精度,須滿足測(cè)量管段前后要有足夠的直管長(zhǎng)度,測(cè)量引壓管要有1:15的坡度等安裝技術(shù)要求,在測(cè)量量程低于20%時(shí),測(cè)量誤差變得很大。我們北方在室外蒸汽管網(wǎng)上安裝的該類表計(jì)到了冬季,凍壞表、凍裂表管的事故屢見不鮮,許多年來我廠對(duì)一些蒸汽流量計(jì)采用蒸汽伴溫管,有的采用纏繞電熱帶等保溫措施,但效果不很理想,耗能也大,天氣非常冷時(shí),表計(jì)很容易凍壞。因其泄漏點(diǎn)多,儀表維護(hù)人員得經(jīng)常性地做大量的排污、檢查漏點(diǎn)、換閥門、清零等保養(yǎng)維護(hù)工作,維護(hù)工作量較大。企業(yè)經(jīng)濟(jì)責(zé)任制的建立,使計(jì)量管理工作得到了很大加強(qiáng)。我們給許多蒸汽使用單位都安裝了蒸汽流量計(jì)。
為了節(jié)約投資,減小儀表工的維護(hù)工作量,我廠安裝了一部分阿牛巴流量計(jì)和分流旋翼式蒸汽流量表。這兩種表的共同特點(diǎn)是安裝方便、泄漏點(diǎn)少。但經(jīng)過一段時(shí)間的運(yùn)行,我們感到這兩種流量?jī)x表不同程度地存在著計(jì)量精度低、誤差大,難以動(dòng)態(tài)壓力補(bǔ)償?shù)葐栴},在一些用汽量變化較大的部門很不適用。分流旋翼式蒸汽流量計(jì)由于其內(nèi)部結(jié)構(gòu)為機(jī)械
轉(zhuǎn)動(dòng)計(jì)數(shù),在用汽量大時(shí)表的葉輪、傳動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)速*,在經(jīng)常開開停停的用汽單位其磨損程度更大,損壞率很高,拆開檢查發(fā)現(xiàn),葉輪經(jīng)常打壞,且維護(hù)修理得有一定的技術(shù)要求,不是每個(gè)儀表工都能勝任的。在北方冬季室外安裝運(yùn)行,盡管加了防凍液,但天氣很冷時(shí)同樣會(huì)凍壞儀表。由于維護(hù)工作量大,損壞嚴(yán)重和存在許多運(yùn)行問題,這種表型和阿牛巴流量計(jì)沒能在我廠使用幾年,就被全部替換下來了。
近年來,企業(yè)間的競(jìng)爭(zhēng)非常激烈,為了降低生產(chǎn)成本,節(jié)約能源,搞好節(jié)能降耗工作,我廠進(jìn)行了生產(chǎn)、生活用汽分開使用的蒸汽管網(wǎng)改造。經(jīng)過調(diào)研,我們選用了8套渦街流量傳感器并配用了智能型流量結(jié)算器來計(jì)量蒸汽流量。經(jīng)過幾年來的運(yùn)行實(shí)踐證明,渦街流量傳感器是測(cè)量蒸汽流量的較好表型。渦街流量傳感器是基于“卡門"、“渦街"原理制造的,是由一個(gè)與公稱直徑相同的表體和一個(gè)斷面為三角型的柱體組成,在一定的流速下,三角柱兩側(cè)會(huì)交替產(chǎn)生旋渦,形成兩列旋渦系列———即渦街,這一過程稱為旋渦的剝離,旋渦剝離的頻率在一定的流速范圍內(nèi),與介質(zhì)流速成線性關(guān)系,且這一關(guān)系不受流體密度、粘度、壓力、溫度的影響。在應(yīng)用中它有以下幾個(gè)特點(diǎn):
(1)安裝方便。只要把兩片配用的法蘭在蒸汽管道適當(dāng)?shù)奈恢霉潭ê?由兩芯屏蔽線把信號(hào)引回到二次表上即可,若在大口徑管道中測(cè)量則可采用插入式,只要參數(shù)給準(zhǔn),基本不用調(diào)試。
(2)泄漏點(diǎn)少,只在兩片法蘭的聯(lián)接處密封好就行。
(3)測(cè)量范圍大、量程比寬?？蛇_(dá)1:15以上,適用于用汽量變化大的部門。
(4)測(cè)量管道口徑范圍寬,一般為15～2700mm。
(5)測(cè)量壓力損失小。由于沒有機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)部分,磨損小,維護(hù)量少,使用壽命長(zhǎng)。
(6)測(cè)量介質(zhì)溫度、壓力范圍大。該流量傳感器可在-40～+55℃的環(huán)境中對(duì)-40～+200℃的介質(zhì)進(jìn)行流量檢測(cè),加裝散熱片型的磁敏式渦街流量傳感器可測(cè)介質(zhì)的溫度為-50～+450℃,很好地解決了冬季室外安裝的流量表計(jì)被凍壞的問題。
其zui高工作壓力為20MPa,適用于大多數(shù)測(cè)量場(chǎng)合。
根據(jù)我們的使用經(jīng)驗(yàn),在選用渦街流量傳感器時(shí)應(yīng)注意做好如下幾方面工作:
(1)檢測(cè)方式的選擇:渦街流量傳感器一般分為熱敏式、壓電式和磁敏式等檢測(cè)方式。熱敏式的優(yōu)點(diǎn)是靈敏度高,量程比大,在測(cè)量一般氣體時(shí)選擇它比較適宜,尤其是管道內(nèi)流量較小時(shí),其它方式測(cè)量較困難,熱敏式則可勝任,缺點(diǎn)是耐腐蝕耐臟污性能差。壓電式比較耐臟污,有較強(qiáng)的耐腐蝕能力,檢測(cè)靈敏度較高,缺點(diǎn)是抗系統(tǒng)沖擊振動(dòng)差
一些。磁敏式的突出優(yōu)點(diǎn)是耐高溫、耐腐蝕,所以在測(cè)量有腐蝕性液體及測(cè)量高溫蒸汽時(shí)是一種理想的檢測(cè)儀表,其缺點(diǎn)是靈敏度較低。各種檢測(cè)方式各有其固有的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn),選擇時(shí)應(yīng)揚(yáng)長(zhǎng)避短,發(fā)揮優(yōu)勢(shì)。
(2)流量范圍的測(cè)算:渦街流量傳感器允許的測(cè)量范圍必須覆蓋實(shí)際的流量范圍方可選用,不得勉強(qiáng),否則質(zhì)量再好的儀表也不能正常工作。
(3)安裝時(shí)的要求:由渦街流量傳感器、直管段構(gòu)成的檢測(cè)系統(tǒng)必須設(shè)有足夠長(zhǎng)的直管段,直管段外觀應(yīng)筆直,管道內(nèi)壁應(yīng)平整無焊縫,這對(duì)插入式渦街流量傳感器實(shí)現(xiàn)高精度測(cè)量尤為重要;在有振動(dòng)的管道上安裝應(yīng)用時(shí)要加裝牢靠的固定裝置,以防止由于管路的振動(dòng)影響傳感器的工作。
渦街流量傳感器所配的二次表可以是常規(guī)顯示結(jié)算儀表,也可以是以單片機(jī)為核心的智能結(jié)算儀表,或是與有能源計(jì)量數(shù)據(jù)采集網(wǎng)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)相連接。我廠用的8套渦街流量傳感器采用了有溫度、壓力自動(dòng)補(bǔ)償功能的智能二次儀表,計(jì)量精度較好,經(jīng)過多年的使用,至今運(yùn)行平穩(wěn),基本上沒有發(fā)生過故障,從使用部門到儀表維護(hù)人員都比較滿意。在測(cè)量超過100mm口徑的管路上裝表時(shí),渦街蒸汽流量計(jì)的購置、安裝費(fèi)用比同管徑的孔板節(jié)流裝置計(jì)量蒸汽的所用費(fèi)用還要低。若要進(jìn)一步降低購置、安裝費(fèi)用,還可選用多通道二次儀表,可同時(shí)接受3～6路渦街流量傳感器的信號(hào),該類智能儀表有和計(jì)算機(jī)通訊聯(lián)網(wǎng)的功能,便于實(shí)現(xiàn)能源計(jì)量網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)采集,是一種計(jì)量蒸汽流量較好的表型。