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在蒸汽流量計量中孔板與渦街流量計的選型比較

摘要:本文介紹了蒸汽流量計的應用現(xiàn)狀和蒸汽流量計量中存在的問題以及如何設備選型升級。
我公司是西北一家以鋅冶煉、有價金屬回收為主的生產(chǎn)企業(yè),公司有煙氣制酸系統(tǒng)一套,為了對鋅精礦冶煉產(chǎn)生的煙氣余熱充分回收利用及回收煙塵,配備一臺余熱鍋爐,余熱鍋爐是利用沸騰焙燒爐供給的高溫煙氣的熱焓來生產(chǎn)蒸汽。鍋爐通過熱交換產(chǎn)生飽和蒸汽或過熱蒸汽用于生產(chǎn),以達到余熱利用的作用。
1、流量計使用現(xiàn)狀
我公司原來安裝流量儀表設備17臺,其中測量蒸汽用流量計4臺全部為孔板差壓流量計,后全部更換為渦街流量計。
2、存在的問題
我公司蒸汽流量計量,在使用過程中一直存在測量不準確的問題,由于我車間的余熱蒸汽過量,供給其它地方,在計算能耗,進行能耗分析、成本結算時一直和其它用氣單位產(chǎn)生糾紛,對方說蒸汽量特別小,而我們這邊計量數(shù)據(jù)顯示數(shù)據(jù)這么多,老是出現(xiàn)扯皮推諉。
我公司蒸汽流量計在建廠設計時采用孔板差壓式流量計,孔板差壓流量計本身存有一定的弱點:安裝相對比較復雜,需要安裝三閥組、差壓變送器、冷凝管、流量積算儀,溫壓補償?shù)男枰惭b溫度、壓力變送器;引壓管容易發(fā)生堵塞、容易跑冒滴漏、冬天還需要保溫等,這些原因造成儀表一次性安裝工程量大,費用高,維修工作量也大;孔板為節(jié)流型結構,導致壓損大,長期運行消耗的能耗也大;長時間運行過程中孔板外觀幾何尺寸發(fā)生變化變化,容易造成銳角變鈍,甚至變成喇叭口形,影響系統(tǒng)的測量精度;孔板材料銳角會變鈍而造成流出系數(shù)變化,使的測量誤差增大并且無法修復改善。
3、流量儀表的選型
蒸汽流量測量方法按照工作原理分,可分為直接式質(zhì)量流量計和推導式也稱間接式質(zhì)量流量計兩大類。前者直接測量與質(zhì)量流量成函數(shù)關系的變量求得質(zhì)量流量;后者用體積和其他變量測量儀表或兩種。
不同測量原理流量計組合成的儀表計算求得質(zhì)量流量?,F(xiàn)在人們使用*多的是推導式的流量計,其中以孔板差壓流量計和渦街流量計為主流。渦街流量計主要用于工業(yè)管道介質(zhì)的流量計量,如液體、氣體、蒸氣等多種介質(zhì)。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(shù)的影響。沒有可動機械零件,因此可靠性高,維護量小。儀表參數(shù)能長期穩(wěn)定。
我們就孔板和渦街做一個對比說明。
共同特點:測量的對象都是蒸汽的體積流量,先進點的設備都帶溫度和壓力補償,通過變換計算出質(zhì)量流量值。也可以測量液體的流量。精度一般為1.0%-1.5%。
孔板流量計的優(yōu)點:測量范圍可選,比如10-30m³/h,或者30-90m³/h,都可以選擇??拐饎有詮???梢詼y量高溫高壓蒸汽。溫度500°以上,壓力大于40MPa。
缺點:安裝相對其他流量計復雜;需要安裝三閥組、差壓變送器、冷凝管、流量積算儀,不帶溫度、壓力補償?shù)男枰惭b溫度、壓力變送器;量程比窄:配國產(chǎn)差壓變送器一般為1:3,好的進口變送器為1:6測量有壓力損失。
渦街流量計的優(yōu)點:量程比寬,智能渦街流量計的量程比一般為1:9、1:10測量幾乎無壓力損失。安裝簡便,安裝方式為法蘭對夾或者法蘭連接式。
缺點:量程范圍與口徑對應比較固定,但是可以采用變徑來測量一些流量偏小的介質(zhì)??拐鹦阅苋酢y量高溫高壓蒸汽不占優(yōu)勢,一般測量溫度上限350°,壓力4MPa。
由此可見流量計的選型很是重要。
4、投資回報對比
一臺進口渦街大約1~1.5萬元人民幣,國產(chǎn)的1萬元以內(nèi),而一臺孔板差壓流量計裝置包括差壓變送器、孔板及法蘭、導壓管、閥門、保溫箱等費用肯定超過限度萬元。
渦街流量計安裝非常簡單,只需要保證流量計前后有一定的直管段即可,孔板流量計對直線段、同心度、導壓管等都長期運行測量精度,孔板的設計由于差壓與流量是非線性關系,當流量低于30%時,誤差增大,氣體更為嚴重,另一方面,使用介質(zhì)的長期磨損,銳角變鈍,使流量系數(shù)發(fā)生變化,也是影響精度的一個重要原因。而渦街的特殊結構,當精度經(jīng)實際確定后精度幾乎是不變的。
渦街流量計除在計量上要求周期性標定外,一般不會出現(xiàn)故障,不需要其他的維護保養(yǎng)費用,而孔板流量計就不一樣,跑冒滴漏,定期排污,灌隔離液,更換導壓管、閥門、保溫、清洗孔板等,有一定的維護工作量。還有伴熱系統(tǒng)的投入,這還不包括差壓變送器的更新,孔板更新費用。
有嚴格的安裝要求、并且這些部件安裝費時費力,所以安裝費用是渦街的數(shù)倍。
還有其他方面渦街流量計優(yōu)勢更加明顯,如可互換性,量程、可靠性方面。隨著技術的不斷發(fā)展,渦街流量計的性能更加優(yōu)異。
綜上所述,渦街流量計具有管道介質(zhì)壓力損失小,量程比大,測量精度高,在測量工況體積流量時受流體密度、壓力、溫度、粘度等參數(shù)的影響小,沒有可動機械零件,因此可靠性高,維護量小,儀表參數(shù)能長期穩(wěn)定等特點,基于以上討論,針對渦街流量計的優(yōu)點,車間陸續(xù)將不能正常投入生產(chǎn)的三臺差壓流量計更換為渦街流量計,使用過程中無任何問題,并且維護量大大減少,在公司蒸汽流量測量中的成功應用確實給流量測量來許多好處。