朱 音 郝麗明 魏建財(cái)

甘肅銀光聚銀化工有限公司 甘肅 白銀 730900

蒸汽是重要的二次能源，是應(yīng)用最為廣泛的載熱介質(zhì)，通過(guò)積極開(kāi)展蒸汽流量測(cè)量，就化工企業(yè)管理、貿(mào)易、經(jīng)濟(jì)效益有密切的關(guān)系。目前應(yīng)用最為廣泛的蒸汽流量測(cè)量裝置包括:節(jié)流裝置、巴類(lèi)流量裝置、渦街流量裝置。不同測(cè)量裝置應(yīng)用優(yōu)勢(shì)與應(yīng)用缺陷不同，需要依據(jù)實(shí)際情況，酌情考慮。

1 蒸汽流量測(cè)量技術(shù)

目前應(yīng)用最為廣泛的蒸汽流量測(cè)量裝置包括:節(jié)流裝置、巴類(lèi)流量裝置、渦街流量裝置，詳細(xì)分析如下。

1.1 節(jié)流裝置 節(jié)流裝置本身歷史悠久，用量較大。在測(cè)量階段，依據(jù)流體流過(guò)的節(jié)流裝置，將壓力轉(zhuǎn)換為動(dòng)能，測(cè)試其產(chǎn)生的差壓。節(jié)流裝置劃分為標(biāo)準(zhǔn)型與非標(biāo)準(zhǔn)型。標(biāo)準(zhǔn)型節(jié)流裝置為世界通用，獲得了國(guó)際計(jì)量組織的認(rèn)可。

1.2 巴類(lèi)流量裝置 巴類(lèi)流量裝置應(yīng)用的是差壓式工作原理，作為一種新型的測(cè)量元件，應(yīng)用的是插入式安裝方式。巴類(lèi)流量裝置在實(shí)際應(yīng)用階段，可保障測(cè)量精度，減少壓損數(shù)值。

1.3 渦街流量裝置 渦街流量裝置壓損較小，且量程范圍較大，測(cè)量精度較高。在實(shí)際測(cè)量階段，不會(huì)受到溫度、密度、壓力等因素的影響，且維護(hù)量較小。

2 蒸汽流量測(cè)量計(jì)比較

2.1 選型對(duì)比 標(biāo)準(zhǔn)的節(jié)流裝置需要流量系數(shù)與規(guī)范數(shù)值符合，滿(mǎn)足連續(xù)流動(dòng)、流速穩(wěn)定、介質(zhì)穩(wěn)定、管道長(zhǎng)度等要求，才可選用。

巴類(lèi)流量裝置:這類(lèi)裝置得到了廣泛的應(yīng)用，能夠測(cè)量的介質(zhì)包括:干燥氣體、蒸汽、潮濕氣體、液體。在測(cè)量階段不會(huì)受到介電常數(shù)的影響，適用范圍較廣，一般應(yīng)用在大口徑管道蒸汽流量測(cè)量。

渦街流量裝置:若介質(zhì)流速在0.50 m/s-12.0 m/s以?xún)?nèi)，則可選用。由于渦街流量裝置口徑可能與管道口徑不同，在選型時(shí)需要綜合考慮流速范圍。若流速較低，則縮小儀表的口徑，依據(jù)實(shí)際情況，合理設(shè)置流速，以此保障測(cè)量結(jié)果的精準(zhǔn)性。

2.2 安裝對(duì)比 節(jié)流裝置:需要連接差壓顯示儀，在蒸汽測(cè)量階段，需要借助伴熱保溫措施，以此應(yīng)對(duì)冬季蒸汽凝結(jié)情況。這類(lèi)裝置對(duì)安裝條件、安裝要求較高，對(duì)直管段長(zhǎng)度有特定要求，一般要求直管段前為20D，直管段后為15D。安裝階段差壓顯示儀表、引壓管線(xiàn)為薄弱環(huán)節(jié)，稍不注意將會(huì)導(dǎo)致故障產(chǎn)生。

巴類(lèi)流量裝置:需要連接差壓顯示儀，這類(lèi)裝置對(duì)直管段長(zhǎng)度有特定要求，一般要求直管段前為7D，直管段后為3D。這類(lèi)裝置安裝工作量較小，一般應(yīng)用插入式工作方式，安裝時(shí)需要進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)孔焊接。

渦街裝置:這類(lèi)裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可減少安裝故障的發(fā)生，能夠?yàn)楹笃诰S護(hù)奠定基礎(chǔ)，安裝不需要導(dǎo)壓管與三閥組。就實(shí)際情況而言，渦街流量裝置對(duì)管道機(jī)械振動(dòng)較為敏感，不建議應(yīng)用在強(qiáng)振動(dòng)場(chǎng)所。這類(lèi)裝置一般要求直管段前為15 D，直管段后為10D，且管徑要在300 mm以?xún)?nèi)。

2.3 成本比較 節(jié)流裝置:這一裝置的孔板結(jié)構(gòu)容易復(fù)制，且裝置性能可靠，成本較低，即便是不校準(zhǔn)實(shí)際流速，也可投入使用，測(cè)量精準(zhǔn)度為中等。

巴類(lèi)流量裝置:減少了壓損幅度，就孔板應(yīng)用相比節(jié)流裝置要少10.0%，降低了系統(tǒng)的運(yùn)營(yíng)成本。這類(lèi)裝置壓差較小，對(duì)差壓變送器的要求較高，進(jìn)而會(huì)增加差壓變送器的采購(gòu)成本。

渦街裝置:壓損較小，占比節(jié)流裝置壓損數(shù)值的1/4，但儀表購(gòu)置成本較高。

3 實(shí)際案例對(duì)比

以聚銀化工公司為例，對(duì)某精餾工段換熱器進(jìn)行蒸汽流量測(cè)量，進(jìn)行計(jì)算對(duì)比。工況數(shù)據(jù):位置點(diǎn)管道壓力等級(jí)為150#，管道管徑為250.0 mm，設(shè)備操作溫度為151℃，蒸汽操作壓力為0.40 MPa，允許壓損20.0k Pa，蒸汽流量4000kg/h。

3.1 節(jié)流裝置 經(jīng)過(guò)計(jì)算，整套節(jié)流裝置采購(gòu)費(fèi)與安裝費(fèi)共計(jì)2.50萬(wàn)左右，使用10k Pa滿(mǎn)刻度壓差，正常壓差控制在5.0k Pa，允許的最大壓損為7.90k Pa，設(shè)備開(kāi)孔直徑為0.44。

3.2 巴類(lèi)流量裝置 經(jīng)過(guò)計(jì)算，整套節(jié)流裝置采購(gòu)與安裝費(fèi)共計(jì)4.2萬(wàn)元，使用0.30k Pa滿(mǎn)刻度壓差，正常壓差控制在0.18k Pa，允許的最大壓損為0.02k Pa。

3.3 渦街流量裝置 由于試驗(yàn)處為非振動(dòng)管道，可應(yīng)用渦街流量裝置，經(jīng)過(guò)計(jì)算整套節(jié)流裝置采購(gòu)與安裝費(fèi)共計(jì)5.0萬(wàn)元，使用150 mm管徑法蘭式流量計(jì)，允許的最大壓損值為2.90k Pa。

通過(guò)對(duì)比可發(fā)現(xiàn):(1.就壓損值而言，節(jié)流裝置最大、巴類(lèi)流量裝置最小。從運(yùn)行能耗出發(fā)，巴類(lèi)流量裝置的經(jīng)濟(jì)性最好，渦街流量裝置次之；(2.就差壓值而言，節(jié)流裝置可將壓差數(shù)值控制在普通工程范圍內(nèi)，巴類(lèi)流量元件選擇的是微小差壓測(cè)量型變送器；(3.就精度而言，節(jié)流裝置壓差流量要在51.75kg/h以上才可保障精度，巴類(lèi)流量裝置壓差要在1500kg/h以上，才可保障精準(zhǔn)度，渦街流量裝置要在802kg/h以上，才可保障精準(zhǔn)度；(4.就采購(gòu)成本而言，節(jié)流裝置最佳。

因此，若考慮采購(gòu)及運(yùn)行成本，可選擇渦街流量裝置。若蒸汽管線(xiàn)徑口在300 mm以上，選擇巴類(lèi)流量裝置。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，為保障蒸汽流量的合理性，滿(mǎn)足生產(chǎn)部門(mén)的運(yùn)營(yíng)需求，需要合理選擇蒸汽流量?jī)x表。在實(shí)際選用階段，設(shè)計(jì)人員應(yīng)當(dāng)依據(jù)工況精度要求，綜合考慮蒸汽精度與成本、性能等因素，選擇最佳的蒸汽儀表。本文探討的三種裝置具備各自的優(yōu)劣，只有綜合考慮工藝、環(huán)境等因素，合理選擇流量裝置，才可保障蒸汽計(jì)量數(shù)值的精準(zhǔn)性。