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工业供热蒸汽流量测量误差分析及降低措施
点击次数:909 发布时间:2015-09-09

一、热网蒸汽计量仪表设计选型
1.了解客户对蒸汽的品质要求。了解客户生产工艺,明确客户对蒸汽压力、温度、流量、连续性、稳定性等方面的品质要求。同时将蒸汽温度、压力、流量参数细化到zui大、zui小、常用三种状态下的对应数据。将细化后的数据形成流量资询单,经双方确认作为选型设计依据。因化工工艺系统的不确定性因素较多,用户在设计阶段正确估算其常用、zui小、zui大蒸汽耗用量有难度,导致计量仪表选型不合理,使用中出现较大误差.甚至测量不准。
2.确定计量系统仪表构成并按贸易计量相关要求开展设计。
2.1类型选择。蒸汽管道在DN300以下或者蒸汽流量长期较小的低压蒸汽用户推荐使用涡街。化工园区大部分企业蒸汽耗用量在几吨每小时,有的甚至低于一吨每小时。涡街在小流量测量上分辨率高,受所侧介质偏离设计工况的影响程度相对较小,其准确度优于差压式流量计在小流量情况下的测量精度。DN400以上大管径、高温、高压涡街价格昂贵,性价比低。针对用汽量大且稳定的用户,推荐使用差压式流量计。在重庆(长寿)化工园区,供热总管出口、大用量客户采用美国进口威力巴蒸汽流量计,取得良好测量效果。
2.2规格型号确认。流量计规格型号应参考设计参数综合考虑,既满足小流量计量准确性要求,同时满足大流量测量需求。工业供热管网蒸汽流速通常按30-4Om/s经验流速设计。通过流量计的被测介质流速要求处于合理范围内,以提高测量准确性。如用户存在管径大、流速低、差压低的情况,应通过优化计算,合理缩径提高流速,使差压值提高到正常可测范围。
2.3采用A级测温元件提温度测量准确度。
2.4采用精度等级在0.1级以上运用成熟可靠的压力变送器。
2.5差压变送器选型。应根据厂家计算书选择相应差压变送器。流量差压值较小的用户,需采用精度更高的微差压变送器。流量变化频繁而且大的用户,建议采用双变送器。在不同的测量范围进行切换,满足不同流量测量精度要求。尽管目前很多差压变送器厂家承诺其微差压变送器质量可靠,但在运行中因差压太小,安装不规范,流量变化大等因素导致测量误差大。园区中某单位原设计为DN350威力巴,其zui大流量50T/H,对应差压值为4.661 KPa。常用流量30T/H,对应差压值为1.676KPA,实际运行中常用流量只有几吨每小时,严重偏离设计值。考虑到生产扩建,用汽量增加,暂未更换威力巴流量计,而采用重购置高精度微差压变送器,但使用效果不佳。
0.2-0.5KPa差压位即使采用微差压变送器测量,也克服不了测量不稳定,误差大等弊端,满足不了梢确贸易计量要求。
2.6智能监控终端功能齐全,满足热网计量监控需要。信号类型多样话,可接收脉冲、电流、PT100热阻,压力或差压信号,可输出瞬时流量、压力、温度等模拟信号。因用户分散,要求能通过GPRS实现组网无线监控。配置UPS电源确保贸易计量监控终端电源可靠。还应满足贸易计量上的其他需求。实现授权许可下的参数设置、修改、小流量切除、空贴小流量计算、使用状态判断、超申请用量处罚结算、信号故障后手工置值等功能。
2.7计量系统内仪表信号类型应匹配统一。首先,脉冲信号是由涡街体直接产生,不需再转换为4-20mA模拟信号,可直接输出到智能终端,减少脉冲转换为模拟信号中间环节,杜绝信号转换过程中产生误差。其次,部分用户在采购仪表时所确定的量程一般不是zui终使用量程,厂家出厂时对模拟输出信号的标定量程范围通常根据用户需要进行的,存在未按该涡街zui大可测量程进行标定的情况。如用户提供给厂家的zui大量程小于其实际使用量程,采用模拟量信号,将导致超过量程部分不能计量情况发生。一些小流量用户开始使用时用汽量小,后来负荷逐渐增大,但模拟输出量程未随变化而相应扩展和标定,导致超量程部分不能计量。如采用脉冲信号,通过智能终端中K系数,转换为体积流量,经适时温压补偿,计算出密度和质量流量计原理简单直观,避免人为因素或中间转换环节导致误差增大。
二、规范安装降低系统误差
1.涡街流量计安装技术要求。
1.1核实仪表安装条件。重点关注流量计前后有弯头、阀门、管道汇集口等情况时直管道长度要求。说明书上提出的直管道要求一般为zui低条件,如现场条件具备,尽量将涡街安装在*位置,而不仅是满足zui低安装要求。
1.2因涡街对管道机械振动敏感,不宜安装在公路、空压机等大型转机附近,或易发生振动的悬空管道等场所。
1.3严禁将涡街安装在易产生脉动流的场合,因为当流体有压力脉动或流量脉动时,示值大幅度偏高,影响较大。
1.4一体型涡街安装.应注意使用环境温度对涡街计量准确性的影响。在蒸汽管道上,会因保温效果不好,或者是涡街头距离保温层较近,甚至部分包裹在里面,导致涡街头内核心电子元件工作温度而引起测量误差甚至故障。
1.5因射频干扰对涡街流量计量准确性影响,要求按规定屏蔽和接地提高门槛电平(TLA)将幅值小的干扰滤除。
1.6管道使用的时.确保吹扫合格后方可安装。因为管道内安装涡街处有铁丝等异物时会导致涡街测量不准。某企业的涡街曾因细铁丝挂在旋涡体上导致其测量数据偏高,停运拆卸处理后恢复正常计量。
1.7蒸汽带水对涡街计量有较大影响.为确保蒸汽干度大于95%,在涡街流量计前后适当位置安装自动疏水阀并确保疏水阀工作可靠。涡街只能测量单相流介质流量。经过充分疏水后的饱和或过热蒸汽,可被看作是单相流体。蒸汽严重带水时.涡街流量计容易出现“漏脉冲‘’现象。导致计量偏低。
1.8涡街流量计安装在缩径后管段上,其缩径管道长度满足要求。建议采用同心缩径,焊口光滑无毛刺,安装法兰与管道法兰大小应匹配。法兰垫片不应突入管道内部。
2.威力巴差压式流量计安装注意事项。
2.1直管段符合要求。
2.2取样阀通径尽量大。一般采用球形直通阀,而非针型阀,因针形阀易堵,堵塞后则无法计量。汽、液交换不畅导致小流量时示值频繁波动。确保平衡阀应关闭严密。
2.3取样管长度适中,正负压侧取样管走向、弯度、倾斜度尽量保持一致.降低取样管内差压信号传递失真。
三、热网蒸汽流量计量仪表维护
1.定期和不定期巡检工作相结合,确保维护工作有效开展。
(1)涡街疏水阀工作是否正常,以确保通过涡街的蒸汽干度满足要求,提高其测量准确性。(2)威力巴流量计高低压侧取样管一、二次门开度一致,平衡阀关闭严密,择污阀不泄器。(3)仪表铅封完好。(4)巡检中应试验UPS电源切换功能,箱门开关记录,断电报警是否正常。(5)根据热网监控系统提供的数据,及时分析蒸汽参数变化情况.进行针对性巡查。(6)定期监控热网状态参数,从总分管段的温度、压力、流量、管损等相关参数、报表中分析计量差异原因,判断是否正常,并及时巡查排除,确保汁量系统提供数据准确可靠。(7)确保温压补偿用参数测量准确性,降低计量补偿误差。(8)定期询查计量系统仪表接地、屏蔽、防雨、防尘、防腐情况。化工园区腐蚀严重.对计录仪表防腐蚀应有特定要求,以避免信号输入卡、仪表主板等电子原器件和接线端子腐蚀严重,影响测量精度及正常使用。
2.开展定期检定工作。严格执行贸易计量仪表检定管理制度。定期送检计量仪表。异常情况下。随时开展检定检验工作。及时确和处理计量仪表异常工况,尽快恢复正常计量。
3.出现偏离设计工况时采取的技术措施。部分客户对流量计量的温压补偿理解存在误区,认为只仪表只要具备温压补偿功能就能补偿工况参数变化对计量准确性的影响。任何流量计均需按照相应测量工况参数进行设计生产。运行参数偏离设计工况较大,势必影响计量准确性,这种影响对差压式流量计尤为突出。通常情况下温度、压力参数在±10%的偏离范围内可实现一定范围内较为准确的计量补偿,但超过±10%r以外建议重新计算新工况差压值.对变送器重设量程。如严重偏差.需更换流量计。以园区某企业威力巴流量计运行参数偏离设计工况后产生计量误差为例,详细描述及计算见下表:

四、热网贸易计且仪表管理制度的买施
    在充分征求用户意见的基础上,本着公平、公开、友好协商原则编制热网蒸汽贸易计量仪表管理制度。内容主要包括:仪表设计选型、安装调试验收程序、检定校验规定、仪表维护工作开展要求、计zui仪表异常时数据有效性判断条件及处理程序、计量仪表在线监测系统异常后处理办法、仪表参数设置、变更修改管理程序。通过有效实施管理制度.从制度上约束供用双方。确保计量系统仪表长期、稳定、可靠、准确运行。

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