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差压式蒸汽流量计在电解锌蒸汽流量计量中的运用
发布日期:2017/9/9 10:49:56
随着我国大中型企业的不断深化改革,企业内部的经济效益以开源节流,变废为宝,开发和利用为主,而蒸汽计量工作已被越来越多的
企业所重视。蒸汽计量关系到能源的统计和考核,直接关系到企业和用汽单位的经济效益,同时,用汽单位正确控制蒸汽计量的多少,
对生产工艺有很大的帮助。因此,流量仪表的正确选用尤为重要。目前工业上使用的流量计品种很多,由于差压蒸汽流量计结构简单、
通用性强、使用寿命长、信号便于远传等特点,已被广泛应用。本文就差压式蒸汽流量计在蒸汽计量应用中的若干问题进行分析。本文
介绍了差压式蒸汽流量计的工作原理及组成,并且阐述了各组成部分的作用、分类及特点,分析了流体的基本实用质量流量方程。并以
高压力的饱和蒸汽为例,推导出带压力补偿的蒸汽流量实用公式。叙述了差压式蒸汽流量计的选用原则、安装方法、注意事项及一般
的维护知识,最后以差压式蒸汽流量计在电解锌蒸汽流量计量中的应用为例,从设计、造型到实际应用做***介绍。
 
蒸汽流量方程:
由于气体具有可压缩性质,测量蒸汽应采用质量流量。
根据经典的伯努利定律、节流装置的基本实用流量方程为:
式中:qm-质量流量kg/h;α-流量系数;ε-流体流束的膨胀系数(对高压缩流体ε=1,对可压缩流体ε<1);Ad-工作状态下的节流件
开孔面积;△P-节流件上、下流侧规定的取压孔位置上的表压差,MPa;ρ1-工作状态下的流体密度kg/m3。
由于影响的因素很多,通常利用经验公式,直接实验测定或查阅表格和曲线得到。
在实际生产中,由于锅炉内压力的变动,使蒸汽密度偏离设计时所采用的ρ值,从而导致测量误差,因此实际流量的表示式为:
将式⑵除以式⑴得
连续测量实际密度较困难,对于饱和蒸汽,与压力或温度成一定关系。对过热蒸汽,与压力、温度成一定关系,因此,通过测量压力、
温度得到ρ2。
以高压力≤2MPa的饱和蒸汽为例:
根据经验公式P=(1/1.7235)P015/16 (4)
将⑷式进行线性化处理得
ρ2=ρ1(15P/16P0+1/16) ⑸
式中:P0-设计时采用的高压力MPa;P-工作压力MPa。
将⑴与⑸代入⑶,得到:
式中:△P=K1×Iλ1,P-0.1033=K2×Iλ2(表压);Iλ1-差压变送器输出电流;K2-压力变送器系数。
将△P与P代入⑹可得:
上式即为带压力补偿的蒸汽流量的实用公式。
有效期压式流量计选用、安装和维护
1 选用
⑴蒸汽的计算、加工一般委托仪表厂进行,而准确参数必须由计量部门提供。主要参数包括:测量介质的***流量(t/h)、测量介质的
***小流量(t/h)、平均表压力(MPa)、平均温度(℃)、平均大气压(Pa)、管道内径(mm)、管道材质、测量介质黏度(Pa·s)
测量介质的水份以及管道安装方式等10项。
对于测量范围,选择时应使实际测量的流量落在流量计的测量范围内,常用流量值在测量上限的2/3处,由于差压流量计的量程比是3:1
适用于生产量、消耗量比较稳定,变化幅度小的流量测量。
⑵差压变送器及压力变送器等在订购时应注意如下三点:
①测程必须与蒸汽的***差压一致,或可调******差压。
②输出信号必须是0~10mA或4~20mA标准信号,以便于与显示仪表配合使用。
③对于需要温度、压力补偿的测量介质一定要配备温度测量仪表和压力测量仪表。
⑶应注意显示仪表和信号测量仪表配合使用。
2 安装
⑴设备安装时其“+”号应向着流束。对于未标“+”、“-”符号的,安装时应注意设备的倒角在出气的***边。
⑵安装处不允许存在泄露现象。
⑶上、下游侧应有足够长的直管段,通常,前直管段长10D,后直管段长5D(D为管道直径),否则,会产生很大误差。
⑷导压管应垂直或倾斜敷设,倾斜度不得小于1:12,导压管长度应尽量短,以减少压力损失,走丝不能太小,以减少摩擦损失。
⑸安装时应注意与测量登记表配套的三阀组的方向,特别对于那些未标明安装方向或一、低压阀手柄装反的***应仔细检查,以***给***度
带来不应有的麻烦。
⑹变送器应在外壳密封的情况下工作,必须防潮、防尘。环境条件过于恶劣时,可把变送器放在***小房间,以便于保护和维修。
3 维护
⑴差压变送器投入运行时,应正确操作位于它上部的三阀组。***先,应打开平衡阀,然后打开正压阀和负压阀,最后关闭平衡阀,以避
高压力单相过载冲击变送器的测量元件,拆除差压变送器也应先打开平衡阀,后关闭正压阀和负压阀。
⑵对于导压系统及前后管道应定期排污,新装引压导管需排污勤特点(约1个星期排***次),以后时间可长特点。
⑶当工作条件改变或开孔直角入口边缘的锐利度和垂直度、端面平行度、光洁度等参数***差时,应及时对设备进行修正和予以***换。
⑷引压管中应保持冷凝水,以防蒸汽进入变送器正负压容室,引起测量误差。
⑸当变送器因误操作,而受到单向工作压力时,应尽快使高低压室无压力,并调整特点,使输出电流变化不大于0.1mA。
⑹差压变送器容室“O”形密封圈拆装时,必须清除密封槽内垃圾,并用洗涤剂润滑。
⑺变送器、显示仪表应定期校验。
4蒸汽流量计在我厂的应用
***流量:qmax=90t/h;常用流量:qcom=72t/h;***小流量:qmin=30t/h;高压力:P=0.5MPa;工作温度:t=240℃;流体密度:ρ=2.152kg/m3;管道内径:D=509mm;差压上限:△Pmax=6000Pa;流体粘度:μ=0.01774MPa·s;等熵指数:K=1.3027;管道
相对粗糙度:K=0.075m;管道线膨胀系数λ0=1.72×10-6mm/mm℃;管节流件线膨胀系数:λ0=1.72×10-6mm/mm℃;20℃时节流体
开孔直径d20℃=312.93+0.16mm。
由以上有关工艺条件得出:
直径比:β=0.61479;流出系数;C=0.60413;可膨胀系数:ε=0.97288;***雷诺数:REDMAX=3512667;常用雷诺数:REDCOM=2810134;***小雷诺数:REDMIN=1170889;常用差压:△P=38400Pa;压力损失△W=36778Pa;计算误差:E=0.0009%
流量不确定度:e=+0.88%;前直管段:L1=9.8mm;后直管段L2=3.6mm。
因该水蒸汽是过热蒸汽,故应进行压力温度补偿,目前智能型仪表对流体密度采用两种不同方法,有的仪表是预先给定的密度值,再通过
所测得的温度,有些仪表在软件中采用查表法或补偿法得到每***瞬间的液体密度值,此准确度***,鉴于此两种情况,智能型通用流量过热
蒸汽质量流量(带压力、温度补偿)。其数字模型。
测量过热蒸汽质量流量(带压力、温度补偿):
式中:F2-仪表显示的经压力或温度补偿后的瞬时质量流量;QFS-流量量程设定值,即组态表中单元“08F”;I-对应于瞬时流量输入电流;
Imax-当输入信号为4~20mA,△I=(20-4)mA=16mA;ρP·t-对应的压力(Pa)、温度(℃)状态下过热蒸汽的密度kg/m3;Ks2--第
二流量补偿系数、参数设置表中“17F”单元。 


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