减少蒸汽计量输差及存在问题的探讨

　　一级计量由两部分组成:即动力厂锅炉在定压下加热产生的过热蒸汽和炼钢厂转炉、型钢厂加热炉所产生的余热蒸汽。过热蒸汽都采用标准喷嘴作节流元件，它具有压损小(与孔板比较)、耐磨损、流出系数稳定、使用寿命长、结构已标准化、已有丰富使用经验等优点，缺点是加工制作较孔板难度大，成本比用孔板高。余热蒸汽大多用标准孔板作节流件，与标准喷嘴相比，它压损较大，但其加工容易，成本相对低一些。采用标准喷嘴作节流元件的一级计量情况较好，二级计量绝大多数采用标准孔板计量，问题较多。由于各种原因，以前二级量与总量间输差较大，经常在10%以上。供方与用户均有意见。为了减少计量输差，针对蒸汽计量的特点，公司计量部门加强了设计计算及计量系统的维护工作，使总量与分量间输差大幅下降，近几年来达到(5～8)%(未经平衡修正)，收到较好效果。但由于湿蒸汽计量的特点，无法在线测量干度，要使计量准确进一步提高仍然存在一定难度。

　　一、节流件的设计计算

　　1.测量基本原理

　　目前我公司测量蒸汽质量流量90%左右仍然采用标准节流装置及数据采集系统、记录仪等。差压式流量计是基于节流原理工作的，其基本方程式为:

　　式中:qm——质量流量，kg/s;C——流出系数;β——节流件的直径比;ε——流束膨胀系数;d——工作温度下节流件的孔径，m;Δp——差压，Pa;ρ1——上游被测流体密度，kg/m³。

　　式中ρ1和ε可分别代入上游流体密度和可膨胀系数。

　　对于在一定型式的节流装置和一定的截面比值条件下，当雷诺数Red值大于某一界限值Rek时，流出系数C将不再随雷诺数变化而是趋向固定值。在应用标准节流装置测量流量时，只有C值在所需测量的范围内(qmin～qmax)均保持常数的条件下，差压和流量之间才有恒定的对应关系。由于实际工况的变化有可能使C值在所需测量的范围之外，压差和流量之间也就可能有不恒定的对应关系。出现这种情况的可能性是在qmin附近，解决方法是在设计时最小雷诺数Redmin必须大于Rek。

　　从测量准确度来看，对蒸汽压损无过高要求时，同样工况状态下选取大差压孔板，由于差压大、准确度高。但阻损大，反之亦然。在设计过热蒸汽节流装置时，当P=3.5MPa，t=430℃时，工作压力每变化0.1MPa，过热蒸汽密度约变化3%;工作温度每变化10℃，密度约变化1.8%，因此必须在硬件上对温度、压力进行补正。

　　由于标准节流装置测量范围窄，一般范围仅3∶1～4∶1;而超范围测量也是引起误差的主要原因。要求用户必须尽可能将流量测量范围提供准确，并规定凡因用户原因造成量程过大或过小无法计量或计量不准的，由用户承担一定的计量输损。