冶金企业蒸汽流量计量的几点体验

　　冶金企业在生产过程中产生大量的蒸汽,同时蒸汽又是钢铁企业生产中主要的能源介质之一,广泛应用于动力、取暖、制冷、生产工艺用热等场合,尤其是近几年的余热发电,为蒸汽的利用找到了新的途径。济南钢铁股份有限公司(以下简称济钢)蒸汽多采用孔板计量,但是因为蒸汽的物理特性不同于氧气、氮气等介质,采用孔板计量蒸汽出现了很多问题:

　　(1)蒸汽用量随季节变化范围大,实际流量往往超出节流装置设计使用范围。

　　(2)蒸汽在输送过程中存在相变,过热蒸汽可能变化为饱和蒸汽,饱和蒸汽可能变为汽液两态,给计量带来很大误差。

　　(3)由于蒸汽高温、高压很容易使孔板变形,或在节流装置的密封和节流装置与管道的焊接处泄漏。

　　(4)在我国北方地区,蒸汽在冬季需要良好的保温伴热措施,否则冬季容易冻坏变送器。我公司作为冶金行业建立循环经济的示范单位,公司能源计量工作十分重视,从2005年起逐步进行了煤气、蒸汽、氧气、氮气、生产用水、电等能源介质的计量完善工作。尤其是蒸汽介质的特殊性,存在诸多问题,一直以来仪表配备率、运转率较低。在此次蒸汽配备中,我们多采用一体化喷嘴流量计和流量计算机,并用其配套的《流量测量节流装置专家系统软件》对在用的节流装置进行管理,取得了良好的应用效果。

　　1　一体化喷嘴流量计的优点

　　(1)有国际标准,数据溯源简单

　　喷嘴和孔板同属于标准节流装置,都有国际标准,节流式流量计技术成熟,特别是标准节流装置按标准( ISO 5167—2003E、GB/T 2624—2006)设计、制造就无须实流标定,是其它流量计无法比拟的。在蒸汽测量研究上,国内外学者用标准节流装置进行了大量的试验,给出了修正的数学模型,所以采用标准节流装置测量蒸汽有明显的优越性。

　　(2)在蒸汽计量中,喷嘴优于孔板

　　标准孔板的一个缺点是入口直角锐利度在流体冲刷下易发生钝化,据悉国内有关部门曾对新装孔板进行跟踪校验,在孔板连续使用2~3个月时,钝化引起流出系数偏差在1% ~3%,个别严重的在4%以上,这已引起了人们的高度重视。目前,解决标准孔板钝化问题的最好方法是采用标准喷嘴,由于喷嘴的入口为光滑曲面,不易磨损(见图2),它的流出系数非常稳定,所以JJG 640—94规程规定ISA 1932喷嘴的检定周期为4年。再者,喷嘴在相同流量和相同β值条件下,阻力损失比孔板小得多(仅为孔板的50% ~60% ),长期运行情况表明,由于喷嘴在结构上的优势具有耐冲击抗变形的优点,适应于高温、高压、高流速介质。

　　2　一体化喷嘴对蒸汽计量常见问题的解决措施