如何选择大口径大量程下低压的蒸汽流量计

概述
　　洛阳石化电力部门输出的低压蒸汽是我公司蒸汽管网的重要产出。其测量精度直接影响每台设备的符合性和经济性，特别是在SMES3.0电能计量模块投入使用后。测量的准确性提出了新的要求。动力部门将低压蒸汽管道送至DN700的大直径。由于生产调整导致的外部蒸汽流量将导致流量从10吨/小时到150吨/小时不等。原来的流量计不能满足企业经济核算的要求。因此，在2015年使用大修进行更新以提高测量精度，选择流量计以确保大口径和宽流量工艺条件成为首要任务。
1、选择条件
1.1、蒸汽计量的特点
　　作为一种重要的载能流体，蒸汽被广泛应用于石油，化工，冶金和城市供热行业。由于蒸汽特性的特殊性，它一直是能源测量的重中之重。蒸汽计量具有以下特点：1蒸汽质量校正和可能的蒸汽两相流量测量，经常改变相流使用电流流量计测量流量的蒸汽不容易精确测量。 2由于生产调整和工艺物品的变化，蒸汽波动范围较大，电表的表现很难适应。 3随着温度和压力的变化，蒸汽的物理性质变化很大，难以准确测量。 4蒸汽是工业生产中使用的能源相对昂贵的能源，对单位的经济核算影响更大。
1.2、来自电力部门的蒸汽工艺参数


2、流量计的选择和分析
　　根据项目输送蒸汽和工艺操作参数的性质，以及广泛选择的蒸汽计量流量计类型，可以选择的流量计的初步确定是Bitobah流量计，涡街流量计和集成流量计。下面分析比较三种流量计的原理和特点。
2.1、比特流量计
　　Pittoba流量计是一种使用皮托管原理提取中心流体流速（全压 - 静压=动压）并将其转换为流体体积流量和质量流量的差压流量计。皮托管原理早已广泛应用于航空航天工业，如：航空器风洞测试与测试，航空发动机燃气动力测试，飞机飞行速度棒等，技术成熟。
2.1.1、组成和工作原理
　　Pitob流量计将探头插入管道的中心，并且总压孔对准流体在流动方向上，静压力流向正流体的方向，总压力与静压之间的差值是在管道中心测量的压差，以及该点的标准偏差由探头的风洞校准曲线拟合。压力，流体的流量基于标准差压计算。同时，需要用压力变送器测量流体压力，用热电阻温度计测量流体温度，并将标准压差信号，压力信号和温度信号引入由单向阀构成的流量积算器中，单片机或直接进入DCS系统。根据探头的流量方程，进行蒸汽的压力和温度补偿，以确保测量精度，并显示压差，压力，温度，瞬时流量，累积流量，热量和速度等参数。数字。
2.1.2、Bitoba流量计的优点
1、高精度。蒸汽测量达到0.5级;
2、高可靠性。由于探头结构非常简单，结构设计合理，导压管中的介质不流动，碎屑不易进入，因此测量精度可以长时间保持;
3、宽测量范围。流量可以精确地从0.2到50000 t / h进行测量。测量低流量，小流量和大口径特别有效;
4、易于安装。只需在管道上的正确位置打个洞。将元件探针插入管道中心可以轻松安装;
5、压力损失小。主元件传感器由Φ20mm〜Φ55mm不锈钢制成。横截面积非常小，介质管道几乎没有压力损失。与孔板等节流装置相比，具有明显的节能效果; 6现场安装不需要直管段。
2.1.3、Bitoba流量计的缺点
1、价格高，性价比低; 2压力管没有冷凝设置和防冻设置。
2.2、涡街流量计
2.2.1、组成和工作原理
　　涡街流量计是体积流量计。涡街流量计使用流体振荡原理来测量流量。流体通过管道中的涡流发生体后，会产生一个与流速成正比的涡流，从中可以计算流体流速。流量与涡旋频率之间的关系可以用下面的公式[1]表示：V = f / k
其中：f是旋涡的数量; k是仪表系数; V是流动流体的体积。
2.2.2、涡街流量计用于蒸汽计量的主要优点
1、结构简单坚固，无移动部件，可靠性高，长期运行可靠;
2、安装方便，维护非常方便;
3、输出与流量比例脉冲信号，无零漂，精度高;
4、压损小，运行成本低，节能;
5、测量范围宽，比例可达1:10;
6、可广泛应用，可测量蒸汽，气体，液体流量。
2.2.3、涡街流量计用于蒸汽计量的缺点

1、要求被测介质的雷诺数下限较高，体流速度一般应大于4m / s。如果流速太低，将导致测量精度降低或甚至不能测量小流量。 

2、它对振动很敏感，可在强烈的振动环境中运行。 ，会影响测量精度; 

3、对被测介质的清洁度较高，不适合测量频率信号检测器造成的脏液严重污染。

2.3、集成节流流量计
2.3.1、一体式节流流量计结构和操作
集成节流流量计结构如图1所示。



集成节流流量计结构图
　　集成式节流流量计集成节流装置和差压变送器，差压变送器输出4〜20mA差压信号，测量各种介质（液体，气体，蒸汽）。防冻隔离器简化了流量计的结构并且便于安装。集成式节流流量计可以使用各种节流装置，常用的ISA1932标准喷嘴和标准节流孔。
　　带有集成差压变送器的智能流量计和带通讯功能的流量显示装置可以通过HART协议实现对于量程比检测，流量测量范围可以从6：1到10：1或更宽。充满管道的流体流过管道中的节流装置，流体将在节流阀处形成局部收缩，从而流速增加，静压降低，静压差（或压差）为在油门前后产生。流体的流速越大，节气门前后产生的压差就越大。因此，流量可以通过测量压差来测量[2]。
2.3.2、用于蒸汽计量的集成节流流量计的优点

1、测量范围宽度约为10：1;

2、优先选定值ISO1932喷嘴，压力损失小（与流量相同，具有相同的β值，60％的孔板），测试周期长（孔板4次）

3、压力管道不积聚冷凝物; 

4、专利技术 - 防冻隔离器，无需加热，绝缘和隔离，节约能源;

5、中等适应性（特别适用于蒸汽流量测量），动态性能好，结构简单，故障率低，安装维护方便。

2.3.3、集成节流流量计用于蒸汽计量的缺点

1、上，下游直管段内壁应圆滑，内径应与流量计公称内径相同; 

2、整体流量计必须垂直安装测量管道上游和下游侧的相应水平管道的公称直径，集成节流流量计应配置一定长度的直管。

2.4、流量计选择分析
　　根据三种流量计的特点，从测量精度，测量范围，压力损失，抗干扰能力，运行维护等方面进行了比较，如表2所示。


　　由于被测介质的直径较大（DN700）和大范围的工作流量（10至150 t / h），涡街流量计和集成式节流流量计确保在低流量下的测量精度较差。造成一定的测量误差，Ventura流量计的测量范围宽，既可以保证小流量的精确测量，又可以满足大流量的精确测量。同时，大直径安装更容易。参照其他公司的Bitoba流量计测量低压蒸汽的成功经验，如表3所示，用于确定低压蒸汽计量的流量计是辽宁碧涛科技公司制造的Bittopa蒸汽流量计。 ，Ltd.
　　在操作过程中，还应注意：（1）在管道吹扫或射击过程中应关闭减压阀的阀门，以保护流量计，确保正常生产过程中的准确测量; 2由于流量计没有抗压管道保护停止冷凝水设置并为现场增加热量。
3、工业用途
　　2015年11月初，随着公司停工的机会，我们安装了辽宁比托瓦科技有限公司生产的Bitowa蒸汽流量计。经过调试，配置等相关工作，蒸汽系统于3月开始运行。外部蒸汽供应基于本仪表的数据（FT414）。表4显示了我们公司2016年1月至6月的蒸汽准确率。



从表4可以看出，蒸汽计（FT414）投入使用后，随着蒸汽计量精度的提高，洛阳石化公司的低压蒸汽管网速率有效降低，仪表正在运行好。
4、结论
　　通过使用流量计选择和分析蒸汽，可以确定Pitobba流量计在测量大直径和宽流量蒸汽方面具有明显的优势，并为蒸汽传输测量提供了更好的测量方案，但是具体测量在上述情况下，必须注意流量计没有压力管来防止凝结水的凝固，并在设备伴有热量和季节变化时进行检查工作，所以确保蒸汽测量的准确性和可靠性。