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蒸汽流量计量仪表配备方案
点击次数:536 发布时间:2014-08-13

1.一套合理、先进的蒸汽流量计量系统应该具有以下特征
(1)现场仪表符合准确度要求、免维护、故障率低、稳定性好、检定周期长。
(2)补偿功能完善且补偿的算法符合相关标准。
(3)具有较宽的测量范围。
(4)具有历史数据存储、事件报警等管理功能。
(5)便于实现网络化。
(6)具有能量计量的功能。
2.一次仪表配备方案
标准孔板的一个缺点是入口直角锐利度在流体冲刷下易发生钝化, 在孔板连续使用2~3个月时,钝化引起流出系数偏度在1%~3%,个别严重的在4%以上。目前,解决标准孔板钝化问题的方法是采用标准喷嘴, 同样是按标准(ISO5167 -2003E、GB/T2624-2006)设计、制造,无需实流标定,由于喷嘴的入口为光滑曲面,不易磨损(见图2)。它的流出系数
非常稳定,检定周期长达4年(孔板检定周期是1年)。我公司蒸汽外管网流量计经过20多年的时间的长期运行,孔板老化磨损严重,影响了蒸汽计量数据的准确率,给公司蒸汽平衡带来很大困难。2010年利用公司全面停车大修契机,对电厂蒸汽流量计全面改造,外管网中压蒸汽2#、低压蒸汽4#、5#、6#、7#、8#、10#蒸汽流量计量一次仪表均由原来的孔板更换成了一体化喷嘴流量计, 并配套温度、压力变送器进行温度、压力补偿,有效提高了计量系统的测量准确度。

公司大修后电厂外供蒸汽管网4#、5#、6#、7#、8# (串联使用) 计量数据由6月份的92751t上升至9月份的190953t,考虑季节因素引起的工艺生产用汽量变化,喷嘴在相同流量和相同β值条件下,阻力损失明显比孔板减小(仅为孔板的50%~60%),减小能耗,避免了供汽损失。长期运行情况表明,由于喷嘴在结构上的优势具有耐冲击抗变形的优点,适应于高温、高压、高流速介质。
差压式流量计的系统构成比较复杂,有较长的引压管,容易阻塞,冬季运行还需对引压管、冷凝系统进行保温、伴热,稍有不慎便造成故障,且仪表的维护工作量大,喷嘴流量计也不例外。一体化喷嘴很好地解决了上述问题, 它将节流件和差压变送器做成一体,并装有防冻隔离器,不仅缩短了引压管线,还省去了冷凝和排污系统,使系统构成简单,无需保温供热,在减少维护量的同时,也节省了能源。
3.一体化喷嘴的特点
(1)采用标准节流件,测量准确度有依据。
(2)采用防冻隔离技术,冬季运行无须伴热,维护量少。
(3)喷嘴节流件阻力损失小(同样流量下为相同β值孔板的60%左右)。
(4)没有孔口钝化的问题,耐冲击不易变形,系数稳定,检定周期长(2年)。
(5)配置智能型差压变送器,流量测量范围度可达10∶1或更宽;虽然量程范围仍不及涡街流量计,但其抗振性和耐高温上限均优于涡街流量计。
(6)安装简便。
由于具有上述优势特点, 一体化喷嘴流量计在蒸汽计量中占有越来越重要的地位。据统计,我公司蒸汽计量用表有80%以上的仍采用标准孔板节流装置, 建议公司今后逐步将标准孔板更换成一体化喷嘴流量计。
4.二次仪表配备方案
如前文所述,由于蒸汽自身的特点和其测量过程的复杂性,蒸汽计量系统二次仪表配备应首推流量计算机式专用二次仪表。
流量计算机应具有以下功能:
(1)依据有关国际标准与建议、国家与行业标准, 针对不同介质和流量计类型建立了多种数学模型和相应计算软件, 可以计算蒸汽质量流量和能量流量。
(2)对节流式流量计的流出系数C、可膨胀性系数ε等参数作为动态量进行实时逐点运算以实现宽量程。
(3)具有历史数据存储、报警记录、仪表断电、修改参数设置等审计记录功能, 即使网络系统发生故障,流量计量数据也会存储在其中不至于丢失。
(4)知名品牌的流量计算机所使用的流量计算软件已通过国家部门认证。
(5)流量计算机具有强大的通讯功能,对现场仪表除可适配(4~20)mA信号、脉冲信号外,还可以适配HART、Modbus等数字信号; 对上位机可采用包括程控网、以太网等方式构成计算机网络应用系统,实现远程监督管理和建立集散式计量管理系统。
目前, 我公司蒸汽流量计量尚有很多点位采用DCS公式计算或定点补偿,对照前文,缺点无需赘述;但在贸易交接的计量点上, 已基本采用流量计算机进行补偿,优势也已体现。需要指出的是,公司内部部分B、C级计量点位采用的简配流量计算机不具备对流量计的流出系数C、流束可膨胀系数ε、压缩系数Z等参数进行实时逐点运算的能力,甚至部分流量计算机所使用的流量计算软件也没有通过国家部门认证,更不用说具备能量换算的功能。建议在公司进行蒸汽计量交接单位转换为能量的过程中一并予以解决。

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