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1、問題的提出
蒸汽是重要的二次能源, 廣泛用于取暖、制冷、生產(chǎn)工藝用熱中作載熱工質(zhì)。據(jù)不*統(tǒng)計, 我國年產(chǎn)蒸汽為20 億t , 所以提高蒸汽的生產(chǎn)、輸送及使用效率可以節(jié)約巨大的能源。我國是一個耗能大國, 同時又是一個能源利用率低下的國家, 在計劃經(jīng)濟時代, 蒸汽與其它能源一樣也是國家“統(tǒng)購統(tǒng)銷" , 價格不盡合理, 既影響生產(chǎn)者提高蒸汽質(zhì)量的積極性,也影響到使用者節(jié)約能耗的積極性。隨著社會主義市場經(jīng)濟的發(fā)展, 蒸汽正逐步推向市場, 由國家分配、國家定價變?yōu)榘葱韫?yīng)、按質(zhì)按量收費。這樣將促使企業(yè)提高能源的管理水平、改進工藝提高品質(zhì)、降低能耗、增加回收、杜絕浪費, 使節(jié)約能源這一基本國策得以落實。
要提高能源管理水平, 必須要有準(zhǔn)確的計量。
但是蒸汽(特別是濕蒸汽)的準(zhǔn)確計量是長期以來困擾著流量測量工作者的老大難問題。其存在的問題:
(1) 我國現(xiàn)有蒸汽流量計量沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn), 對儀表系統(tǒng)不確定度不能做出性的評估, 使貿(mào)易雙方由于量差引起的矛盾難以解決。
(2) 儀表選型缺乏規(guī)范性的技術(shù)依據(jù)的指導(dǎo), 使儀表選型、安裝、使用不合理, 造成測量的偏差過大。
(3) 飽和蒸汽由于其本身的物理特性, 在輸送過程中常常是以汽、水兩相流出現(xiàn)(即飽和蒸汽的干度小于100 %), 目前的蒸汽流量計量沒有對干度進行修正,使測量的準(zhǔn)確度大為下降。
(4) 用戶使用蒸汽是用所載之熱能, 而不是工質(zhì)本身, 所以用質(zhì)量作為蒸汽結(jié)算單位不盡合理。
2.1 關(guān)于貿(mào)易結(jié)算單位問題
熱能是一個狀態(tài)參數(shù), 不同狀態(tài)、等質(zhì)量的蒸汽含有的熱能相差很大。例如:在壓力為0.8MPa 、溫度為200 ℃的條件下的過熱蒸汽, 每千克所含的熱能為2838.6kJ ;在壓力0.8MPa 溫度為220 ℃的條件下的過熱蒸汽, 每千克所含的熱能為2884.2kJ , 二者相差1.6 %。所以, 以質(zhì)量為蒸汽的結(jié)算單位不能真實反映蒸汽的價值。這會造成了一些熱用戶不積極利
用蒸汽, 而尋求新的熱源。
《蒸汽流量計量方法》國家標(biāo)準(zhǔn)(以下簡稱《蒸汽標(biāo)準(zhǔn)》) 針對上述情況, 將以熱量、熱能為蒸汽的結(jié)算單位, 并給出相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型和不確定度的計算, 同時考慮到人們多年使用蒸汽質(zhì)量為交接單位的習(xí)慣, 作為一種過渡, 仍保留以質(zhì)量為蒸汽結(jié)算單位, 并給出相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型和不確定度的計算。
2.2 關(guān)于濕蒸汽干度修正問題
飽和蒸汽在蒸汽中占有相當(dāng)?shù)谋壤? 濕蒸汽是飽和蒸汽實際存在的幾乎*形式。過熱蒸汽在經(jīng)過長距離的輸送后也往往會成為濕蒸汽。濕蒸汽實質(zhì)是一種飽和蒸汽和水的兩相流, 任何汽、液兩相流的測量中都必須要測量干度這一重要參數(shù)。如不考慮干度,將帶來很大誤差。對測量質(zhì)量流量是如此, 對能量測量亦是如此。例如:當(dāng)蒸汽壓力為2.5MPa , 干度
85 %時, 如不考慮干度的影響, 以干蒸汽密度代替濕蒸汽密度, 將帶來14.5 %左右的質(zhì)量流量測量誤差和5.2 %左右的能量測量誤差。而GB/T1716 -1997《企業(yè)能源計量器具配備和管理導(dǎo)則》中對企業(yè)蒸汽流量計量準(zhǔn)確度要求2.5 級, 所以目前的蒸汽測量方法遠達不到GB/T1716 -1997 的要求。國內(nèi)外許多專家學(xué)者對濕蒸汽流量計量進行了大量的研究、試驗工作。
國內(nèi)一些企業(yè)也對干度計進行了試制工作, 但由于沒有標(biāo)準(zhǔn), 并未在實際生產(chǎn)中應(yīng)用?！墩羝麡?biāo)準(zhǔn)》將給出濕蒸汽的修正公式及干度的測量方法, 它將進一步推動干度計的研制、生產(chǎn)和使用。
2.3 蒸汽品質(zhì)的評價
目前, 蒸汽的計量是以質(zhì)量作結(jié)算單位。即使按熱量結(jié)算, 也涉及蒸汽的品質(zhì)品位, 然而不同品質(zhì)品位的蒸汽不僅熱量不同, 而且做功的能力有很大差異。
例如:我國大型熱電廠的鍋爐燃燒效率與國外無大的差異均達98 %以上, 但發(fā)電效率卻明顯低于發(fā)達國家(我國約36 %, *水平已達42%), 除了管理水平等因素外, 主要的技術(shù)原因是能源品位利用水平的差距。工業(yè)蒸汽的利用上這種差距更為明顯, 而且供汽含水較多。如果有關(guān)的價格政策、國家標(biāo)準(zhǔn)以及作為技術(shù)基礎(chǔ)的評價和測量方法研究不能體現(xiàn)出這種差異, 就談不上作為商品的蒸汽按質(zhì)論價, 不利于蒸汽生產(chǎn)、輸送質(zhì)量的提高, 高品位的蒸汽得不到合理的應(yīng)用,導(dǎo)致我國蒸汽利用率普遍低下, 挫傷了熱用戶用汽積極性, 造成資源嚴(yán)重浪費。因此, 蒸汽品質(zhì)品位的評價, 也將是《蒸汽標(biāo)準(zhǔn)》要解決的課題之一。
2.4 關(guān)于儀表的選型問題
由于蒸汽溫度高、流速快、范圍度寬、鮮有完滿足這些要求的儀表。目前用得zui多的是標(biāo)準(zhǔn)孔板節(jié)流裝置, 但《蒸汽標(biāo)準(zhǔn)》不局限于標(biāo)準(zhǔn)孔板的應(yīng)用,而是涵蓋了GB/T2624 -93 中涉及的所有標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置的應(yīng)用, 使用者可根據(jù)具體條件有更寬的選擇余地。
蒸汽流量計 天然氣計量表 燃?xì)饬髁坑?/SPAN> 氧氣流量計
