鍋爐蒸汽流量計量問題分析整理

發布時間：2023-06-13 14:40:42

鍋爐蒸汽流量計量問題分析整理：鍋爐蒸汽流量計主要用于工業管道介質流體的流量測量，如氣體、液體、蒸氣等多種介質。其特點

　　鍋爐蒸汽流量計量問題分析整理：

　　鍋爐蒸汽流量計主要用于工業管道介質流體的流量測量，如氣體、液體、蒸氣等多種介質。其特點是壓力損失小，量程范圍大，精度高，在測量工況體積流量時幾乎不受流體密度、壓力、溫度、粘度等參數的影響。無可動機械零件，因此可靠性高，維護量小。儀表參數能長期穩定。本儀表采用壓電應力式傳感器，可靠性高，有模擬標準信號，也有數字脈沖信號輸出，容易與計算機等數字系統配套使用，是一種比較先進、理想的流量儀表。

鍋爐蒸汽流量計量問題分析整理

　　1 鍋爐產汽量比進水量大2%（因進水流量水溫比設計低50℃，未補償、修正）

　　1.1 存在問題

　　青島某熱電廠一臺220t/h直流鍋爐，產汽流量比進水量大2%，做了各項檢查校驗均無果。

　　1.2 分析與診斷

　　在設計上，產汽流量和進水流量均用孔板流量計。鍋爐一直滿負荷運行，工況穩定。因是直流鍋爐，產汽流量應與進水流量相等。

　　就流量計的精確度等級而言，因孔板流量計測量蒸汽流量，系統不確定度能達到1.5%，測量水流量，系統不確定度能達到1%，兩套表之間極限誤差能達到±2.5%已屬正常。但為什么有的系統相差比較大呢？是否還有其他原因造成呢？于是，對孔板計算書進行復算，并對兩套流量測量系統的方方面面作了較全面的調查，均未發現問題。最后，當問到實際運行的工況參數與孔板計算書上的設計參數是否偏離時，提問者解釋除氧水在進流量計之前，因高溫加熱器未開，所以水溫比設計溫度低50℃。由于該套進水流量計未帶溫度補償，查閱了水的密度表，除氧水在溫度低了50℃后，其密度增大4%，從而使水流量示值偏低2%。

　　1.3 討論

　　（1）差壓式流量計用來測量水流量時，由于流體密度偏離設計值，引入的誤差可以用下面方法計算。

　　差壓式流量計的一般計算公式為：

　　式中　qm—質量流量，kg/s；

　　C—流出系數；

　　ε—可膨脹系數；

　　β—直徑比，β=d/D；

　　d—工作條件下節流件的孔徑，m；

　　D—工作條件下上游管道內徑，m；

　　Δp—差壓，Pa；

　　ρ—上游流體密度，kg/m3。

　　對式（1）qm、Δp、ρ1三個參數是變量，對已確定的同一臺儀表C、ε、β、d是固定的，π是圓周率可歸納為儀表系數k，則式（1）可改變為式（2）。

　　式中　qm—質量流量，kg/s；

　　2.png

　　k—儀表系數，

　　Δp—差壓，Pa；

　　ρ1—節流件正端取壓口平面上的流體密度，kg/m3。

　　而儀表按孔板計算書所設置的數據之后所顯示的流量卻為：

　　式中　q'm —儀表顯示的質量流量，kg/s；

　　ρ1d—設計狀態流體密度，kg/m3；

　　其余符號的意義同式（1）。

　　于是，由于流體密度偏離設計值所引起的示值誤差為：

　　當ρ1=1.04ρ1d時，Eρ≈-2%。

　　（2）這是個典型的液體密度偏離設計值，從而產生流量測量誤差的例子，上面所做的分析對其他液體也適用。

　　（3）解決方法及實效

　　用戶將水流量測量結果乘上1.02的校正系數后，就與蒸汽流量計顯示值相符，從而使困擾儀表人員很長時間的難題得以解決。

　　2 鍋爐房汽表分表與總表在冬季示值相同，而夏季相差20%（因分表中有一臺通徑太大，在夏季用量太小，進入小信號切除區，小流量信號被全部切為零）

　　2.1 存在問題

　　上海某大廈鍋爐房有4臺10t/h鍋爐，經分配器送7個用戶，進入分配器的4路管和出分配器的7路管上均裝有渦街流量計，因是飽和蒸汽，所以均有壓力補償。見圖1。

　　圖1 鍋爐房蒸汽計量系統

　　儀表投運后，適逢冬季，4臺鍋爐開3臺，產汽量最高達28t/h。7臺分表之和與產汽量總和相差無幾。

　　冬去春來，隨著氣溫的升高，鍋爐產汽與用汽的計量偏差逐漸增大，11套蒸汽表全部安裝在鍋爐房內，進分配器的流量大，出分配器的流量小，到夏季，七條支管路用汽流量比鍋爐出汽流量小20%。顯然不是真正的管路損失，而是表計誤差造成的。

　　2.2 分析與診斷

　　調閱了計量數據記錄，因為夏季只開1臺鍋爐，24h總發汽量只有49t。這樣小的流量對于鍋爐蒸汽表來說還問題不大，因為每臺鍋爐裝的渦街流量計均為DN150通徑。問題大的是1臺分表FIQ—05A，這臺表安裝在DN300管道上，原只是估算，考慮在冬季最大耗汽量可能達到20t/h，據此選了DN200渦街流量計，其最小可測流量為2.1t/h（流體為P=0.87MPa飽和蒸汽）。因為制造廠只保證在流量范圍內計量正確，而渦街流量計小信號切除范圍較大，只用到2t/h的小流量時有可能進入小信號切除區，已在小信號切除區內，因此FIQ—05A在用到小流量信號時流量顯示不出來，顯示為零。這種場合，用戶方用汽的流量只是其他6條支路的流量之和，缺少了FIQ—05A的小流量信號，故總線的用汽量比鍋爐出汽量小了20%。顯然，原來選用FIQ—05A渦街流量計通徑太大。后來業主單位根據實際運行數據，作了調整，在DN200渦街流量計旁邊再并聯1臺DN80的渦街流量計（FIQ—05B），夏季將FIQ—05A大表停掉。將FIQ—05B小表投入使用，經此改造后，夏季的白天和夜間的流量均在其可測范圍內，從而使進出分配器的流量數據恢復平衡。

鍋爐蒸汽流量計量問題分析整理

　　3 鍋爐負荷小時汽水平衡好，負荷大時平衡差（因渦街流量計某些廠產品不宜測高流速）

　　3.1 存在問題

　　上海某熱力公司增設一臺鍋爐工程，在公開招標中，江蘇某市的鍋爐廠以最低價中標。該項目中共有9套渦街流量計，但中標單位為了節省投資，未與設計單位溝通，擅自修改為其它廠渦街流量計。

　　鍋爐投運初期，負荷較小，鍋爐的產汽量與進水流量基本相符。運行一年后鍋爐負荷逐漸增大，出現產汽量比進水量低得越來越嚴重的情況，直至24h總量偏低16%（扣除排污后）。

　　3.2 分析與診斷

　　懷疑鍋爐負荷增大后，汽水不平衡是由產汽流量計偏低引起，因此總包（中標）單位將最后選用某廠的產汽量流量計用標準裝置檢定，因為用水檢定時流速較低，最多也只有6m/s，得到的流量系數與銘牌上標出的數值相符。該臺儀表放在空氣標準裝置上檢定，檢定結果偏差很大，在60m/s流速時，偏低還不止16%，竟達到24%，實際使用時，流速高達每秒幾十米，故這個廠的渦街流量計不宜測高速，因而產生高達16%的誤差。