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一种蒸汽涡街流量计量系统选型应用概述

来源: 作者: 发布日期:2021-01-29

 目前世界上主流的蒸汽流量测量方法有节流式差压流量计和涡街流量计,这两种方法互有优缺点。除此以外,质量流量计、超声流量计在蒸汽流量测量中也有一些应用。

 
涡街流量计和节流式差压流量计的主要优缺点如表1所示。
表 1 两种流量计优缺点比较

项目

涡街流量计

差压流量计

 

 

优点

结构简单,测量准确度等级高;

压力损失远小于差压,节能; 3. 量程比宽 20 ∶ 1;

4. 需要前后直管段短

测量口径范围大:DN50~DN1000;

价格便宜;

与管道振动无关;

耐蒸汽温度可以到 500℃

 

 

缺点

测量口径窄:DN15~DN300(有公司到 DN400);

价格昂贵;

抗振动效果差;

耐蒸汽温度一般在 260℃,特殊型非常高可以达到 450℃

结构复杂,引起误差的来源多,准确度等级不高;

压力损失大,不节能;

需要维护和更换节流件;

需要前后直管段长;

5. 量程比窄,3 ∶ 1 到 10 ∶ 1 不等

一、经济性计算
基于以上关于涡街流量计和节流式差压流量计的优缺点比较,再根据热力公司蒸汽的实际工况:
 
高压蒸汽参数:DN300管道、2.5MPa、350℃、非常大设计流量80t/h、常用流量(40~50)t/h,由于是热力公司和热电厂贸易交接,初步判断采用高准确度等级的涡街流量计来进行过热蒸汽的测量,并进行经济效益方面的计算。
 
如果DN300的涡街流量计和差压流量计示值误差为1%,那么按照平均流量45t/h计算,假设蒸汽价格为200元/吨,那么金额误差将会是:
1月金额差=45×1%×200×24×30=64800元
1年金额差=45×1%×200×24×365=788400元
 
由以上计算可以看出,在不考虑蒸汽价格上涨及蒸汽用量加大的基础上,1年时间将节省5~6个涡街流量计的采购价格。而且涡街流量计没有可移动部件,不需要人工检查维修;而差压式孔板流量计却需要人工维护,清洗和更换磨损的孔板。
 
另外一个考虑因素是,随着蒸汽流量的使用增加,流量范围扩大,甚者超过80t/h,超过量程3∶1,涡街流量计仍然能够胜任这一变化。如果再考虑能量损失,无疑涡街流量计的阻力损失要远小于差压流量计的阻力损失,这样引起的额外能耗也会小很多。
 
综上所述,无论是基于经济效益的考虑,还是基于节省人工的角度,还是技术先进性的考虑,涡街流量计是本次过热蒸汽测量的首选。
 
二、选型
在众多国内外涡街流量计生产厂家中,ABB德国所生产销售的涡街流量计是世界zhuming品牌,是值得客户信任和可靠的流量仪表之一。因此选择ABB涡街流量计作为本次贸易交接的流量计。
 
由于涡街流量计只能显示工况条件下的体积流量,还不足以实现贸易计量。因此,还需要配备压力变送器、PT100热电阻和流量计算机。压力变送器、PT100热电阻和流量计算机也全部选用ABB产品,具体选型如表2所示。
表 2 具体型号一览表

项目

物品名称

规格型号

数量

单位

生产厂家或供货商

1

涡街流量计

DN300 ANSI300,准确度等级 1.0 级, 分体,长颈、高温型

1

ABB

2

流量计算机

蒸汽计量型

1

ABB

 

3

 

热电阻

PT100 A 级热电阻,插入深度150mm,配备 316 不锈钢法兰型温度套管,温度测量范围 0~400℃

 

1

 

 

ABB

4

压力变送器

266 系列,配备不锈钢冷凝器和针阀, 压力测量范围 0~3MPa

1

ABB

三、安装
DN300蒸汽流量计量系统必须严格按照国家标准和使用说明书进行安装,主要分为机械安装和电气安装。
 
1.机械安装
如果现场蒸汽管道振动严重或有外部振动(例如火车等通过),涡街流量计前后必须安装抗振动软节。
 
流量调节阀必须安装在涡街流量计的下游,否则会极大影响涡街流量计漩涡的稳定发生;同样道理,压力变送器和热电阻也必须安装在涡街流量计的下游,而且是先装压力变送器,在隔1D~2D才能安装的下游再安装热电阻。具体如图1所示。
DN300 蒸汽流量计量系统机构安装示意图
2.电气安装
涡街流量计蒸汽计量系统的电气安装也非常重要,例如PT100四线制、三线制和二线制的引线长度、线径和阻值会引起上传至流量计算机(流量积算仪)温度的差异,这是需要特别指出的安装重点。
 
电气安装中,还可以配备UPS电源、防雷、接地等辅助设备,保证设备的长期稳定可靠使用,尤其在一些极端恶劣的天气下也必须保证正常使用。电气安装示意图如图2所示。
DN300 蒸汽流量计量系统强 / 弱电接线示意图
四、结论
通过综合比较和选型、安装,为贸易结算客户提供了一套涡街流量计蒸汽计量系统,经过几年的第三方认证和长期运行,认为此套涡街流量计蒸汽计量系统的选型、安装是科学、合理的,得到了客户的信任。

 

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