蒸汽計(jì)量存在的問(wèn)題及對(duì)策

1、    蒸汽計(jì)量存在的問(wèn)題及對(duì)策    王鐵柱【摘 要】介紹了蒸汽流量計(jì)應(yīng)用現(xiàn)狀和蒸汽流量計(jì)量存在的問(wèn)題，以及應(yīng)采取的對(duì)策?！娟P(guān)鍵詞】蒸汽計(jì)量；問(wèn)題；對(duì)策0.概況蒸汽是各生產(chǎn)企業(yè)的重要的二次能源之一，有的直接參與化學(xué)反應(yīng)，但多數(shù)是用其熱能。企業(yè)在談?wù)摴?jié)能降耗一般會(huì)先想到"蒸汽"。從眼前本單位利益出發(fā)，降低生產(chǎn)成本需要降低蒸汽損耗；從大處想，我國(guó)能源短缺，更需要降低各種能耗。談?wù)摴?jié)能降耗，應(yīng)首先想到是能源的"計(jì)量"，只有有了準(zhǔn)確計(jì)量，才有資格說(shuō)節(jié)約了多少能源。在蒸汽計(jì)量方面，現(xiàn)狀如何？中石化一些大型企業(yè)做得怎樣？對(duì)于

2、各廠生產(chǎn)裝置內(nèi)及車(chē)間級(jí)的蒸汽側(cè)量及計(jì)量，也多是采用孔板差壓式流量計(jì)。除了上述流量計(jì)之外，也有用阿丑巴等流量計(jì)的?？偟臄?shù)量有數(shù)百臺(tái)，不再細(xì)說(shuō)。從計(jì)量管理角度，燕化公司根據(jù)"gbl7167-83"規(guī)定，明文對(duì)蒸汽測(cè)量系統(tǒng)提出如下要求：廠際蒸汽計(jì)量系統(tǒng)要有溫度和壓力補(bǔ)償環(huán)節(jié)；對(duì)其系統(tǒng)側(cè)量誤差要求：過(guò)熱蒸汽計(jì)量系統(tǒng)誤差不大于±2.5%；飽和蒸汽計(jì)量系統(tǒng)誤差不大于±4%。1.蒸汽計(jì)量系統(tǒng)運(yùn)行情況關(guān)于蒸汽流量計(jì)量，燕山石化公司各廠際之間，多次因計(jì)量不準(zhǔn)，供需雙方發(fā)生計(jì)量糾紛。近幾年隨技術(shù)進(jìn)步、計(jì)量器具產(chǎn)品質(zhì)量的提高和加強(qiáng)了蒸汽系統(tǒng)的管理，大多數(shù)的蒸汽計(jì)量系統(tǒng)運(yùn)行正常

3、。能夠正常運(yùn)行的測(cè)量系統(tǒng)，一般都是領(lǐng)導(dǎo)重視，工程技術(shù)人員精心設(shè)計(jì)，認(rèn)真選型，成套性完善齊全，投入較大。如采用計(jì)算機(jī)管理、帶壓力溫度補(bǔ)償、變送器選用的精度較高、系統(tǒng)帶小信號(hào)切除、隨時(shí)跟蹤測(cè)試計(jì)算、自動(dòng)打印日?qǐng)?bào)、月報(bào)等功能。但是對(duì)一些中、小用戶，如采用分流旋翼式流量計(jì)的問(wèn)題較多。系統(tǒng)測(cè)量精度不高，故障率高，甚至用不到一個(gè)采暖期就損壞等。2.存在問(wèn)題及應(yīng)采取的對(duì)策由于蒸汽系統(tǒng)溫度較高，飽和蒸汽又易變?yōu)槠?、液兩相流，相比之下測(cè)量難度大，甚至無(wú)法測(cè)量。因此對(duì)蒸汽測(cè)量系統(tǒng)的要求就高一些，有些計(jì)量器具滿足不了它的要求。從處理燕化石化公司內(nèi)部計(jì)量糾紛情況看。從1993年4月至1995年4月兩年時(shí)間內(nèi)收到&qu

4、ot;申請(qǐng)仲裁書(shū)"12件，其中蒸汽計(jì)量糾紛有5件，占整個(gè)公司計(jì)量糾紛的41.7%，占的比重是很大的。如果統(tǒng)計(jì)到1998年4月，5年內(nèi)共收到25件計(jì)量糾紛，蒸汽計(jì)量糾紛仍為上述5件（這三年出現(xiàn)的蒸汽差量均在下邊協(xié)商解決了），所占比例為20%，說(shuō)明近幾年蒸汽計(jì)量工作有所改善，但是此數(shù)也不小。產(chǎn)生計(jì)量糾紛的原因是什么呢？通過(guò)數(shù)次對(duì)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查分析，歸納有三條：一是計(jì)量器具方面的原因；二是管理方面的原因；再就是人為因素?，F(xiàn)就計(jì)量器具方面原因分析主要有以下幾個(gè)問(wèn)題：2.1蒸汽計(jì)量器具的性能有待提高，選型范圍有待擴(kuò)寬根據(jù)我公司蒸汽計(jì)量采用孔板差壓式流量計(jì)較多，特別是七十年代建的老裝置中，可以說(shuō)絕大多

5、數(shù)為此類(lèi)儀表。該類(lèi)計(jì)量器具存有一定的弱點(diǎn)：它的量程比小，一般為3：1，若運(yùn)行在30%流量刻度以下時(shí)，其精度下降較大；運(yùn)行工況條件離開(kāi)原設(shè)計(jì)條件，側(cè)量誤差會(huì)增大，再如孔板檢側(cè)系統(tǒng)中部件多，引壓管系統(tǒng)易堵、易漏、易凍、易汽化等特點(diǎn)，造成儀表一次安裝工程量大，費(fèi)用高；維修工作量亦大；孔板為節(jié)流型壓損大，長(zhǎng)期運(yùn)行耗能大，費(fèi)用高；長(zhǎng)期運(yùn)行中孔板幾何尺寸變化，銳角變鈍（銳角要求r=0.0004d，而有關(guān)專(zhuān)家試驗(yàn)后公布，運(yùn)行的頭二或三年中每年磨損半徑廠增加0.04mm，而五、六年之后才趨向穩(wěn)定。由于銳角變鈍，孔板流量系數(shù)會(huì)變小?。簧踔劣械目装逶陂_(kāi)停車(chē)過(guò)程中，由于蒸汽管道中易存冷凝水，開(kāi)停蒸汽管道過(guò)程中產(chǎn)生

6、水垂，致使孔板變形，甚至變成喇叭口。所有這些都說(shuō)明，孔板差壓式蒸汽流量計(jì)很難保證其原設(shè)計(jì)測(cè)量精度。雖然目前已出現(xiàn)孔板、變送器一體化產(chǎn)品，二次儀表也已微機(jī)化、智能化，使孔板量程比可提高到l0：1。但是孔板本身銳角會(huì)變鈍造成流出系數(shù)變化，使測(cè)量誤差增大尚不能克服改善。盡管已有鈍化的孔板產(chǎn)品出現(xiàn)，但其相應(yīng)的鈍化標(biāo)準(zhǔn)及其檢測(cè)器具配套尚待完善，再者它屬于非標(biāo)準(zhǔn)孔板，應(yīng)經(jīng)過(guò)逐臺(tái)檢定，才可用于計(jì)量。標(biāo)準(zhǔn)孔板運(yùn)行、磨損幾年后，應(yīng)檢定測(cè)出新的流出系數(shù)，才可保證其側(cè)量準(zhǔn)確度。但是目前無(wú)有這方面的要求和標(biāo)準(zhǔn)。隨著機(jī)加工技術(shù)的提高相進(jìn)步，采用標(biāo)準(zhǔn)噴嘴節(jié)流裝置的越來(lái)越多，如45萬(wàn)噸乙烯改造中，在dn200mm以上管道的

7、氣體和蒸汽測(cè)量出現(xiàn)六套標(biāo)準(zhǔn)噴嘴（30萬(wàn)噸乙烯中一套也無(wú)有）。它最大的優(yōu)點(diǎn)是比標(biāo)準(zhǔn)孔板壓力損失小。缺點(diǎn)是加工制造難度大，檢驗(yàn)技術(shù)高難度大，也存在運(yùn)行多長(zhǎng)時(shí)間后檢定的問(wèn)題。2.2蒸汽計(jì)量表的檢定蒸汽計(jì)量表的檢定目前尚不完備，是制約蒸汽計(jì)量工作的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。以蒸汽為工作介質(zhì)的"蒸汽流量計(jì)量檢定裝置"在煙臺(tái)、廣州、蘭州等地都出現(xiàn)過(guò)，由于這種裝置浪費(fèi)能源、難以操作、檢定精度低、費(fèi)用高，無(wú)發(fā)展前途，堅(jiān)持下來(lái)的沒(méi)有。正因蒸汽流量計(jì)無(wú)處檢定，應(yīng)走周檢的渦街、阿丑巴、分流旋翼式等流量計(jì)，也難以實(shí)現(xiàn)。這里提到蒸汽計(jì)量檢定裝置有它的不足之處，將陸續(xù)退出歷史舞臺(tái)，代之興起的是用壓縮空氣代替蒸汽進(jìn)

8、行蒸汽流量計(jì)的檢定，這是方向。但是它還有待研究完善。目前看，這方面的資料、數(shù)據(jù)還太少，更無(wú)有什么標(biāo)誰(shuí)可依。無(wú)論是從理論上還是實(shí)踐數(shù)據(jù)上，還應(yīng)作大量的實(shí)踐工作，以達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)化。就用壓縮空氣代替蒸汽進(jìn)行蒸汽流量計(jì)的檢定的問(wèn)題，插一段燕山石化公司在這方面工作：筆者1982年參加化工部系統(tǒng)流量側(cè)量技術(shù)交流會(huì)，會(huì)上交流一篇"淺談?wù)羝髁坑?jì)的標(biāo)定"（后改為"介紹一種蒸汽流量計(jì)的標(biāo)定方法"，刊登在1983年的煉油化工自動(dòng)化雜志上）。1989年燕化公司計(jì)控處自己設(shè)計(jì)一套蒸汽流量計(jì)量檢定裝置，是利用中壓過(guò)熱蒸汽（名義上壓力為1.5mpa，溫度為250），經(jīng)過(guò)檢定裝置后/降為

9、0.3-0.5mpa的低壓蒸汽作為罐區(qū)裝置伴熱和采暖用。同時(shí)引進(jìn)工藝雜用風(fēng)（即壓縮空氣）。標(biāo)準(zhǔn)是音速?lài)娮?。擬對(duì)同一臺(tái)蒸汽流計(jì)，用不同介質(zhì)進(jìn)行檢定，找出空氣代蒸汽的規(guī)律，最終成為氣（汽）體流量計(jì)量檢定站。設(shè)計(jì)完后，首先請(qǐng)國(guó)家計(jì)量院等單位的專(zhuān)家審核，定案后于1990年開(kāi)工興建，建成后試壓、吹掃，送汽試運(yùn)行完成后，即將試驗(yàn)、測(cè)試數(shù)據(jù)，以便請(qǐng)計(jì)量院專(zhuān)家做技術(shù)性能測(cè)試檢定和請(qǐng)市局授權(quán)。然而，因30萬(wàn)噸乙烯改造為45萬(wàn)噸用地，立即拆除搬遷。由于各種原因至今未能建成投用（現(xiàn)仍在積極活動(dòng)爭(zhēng)取早日投用）。1994年筆者完成一篇 "淺議以壓縮空氣代替蒸汽對(duì)蒸汽流量計(jì)進(jìn)行標(biāo)定"的文章，95年在大慶全國(guó)流量專(zhuān)業(yè)技術(shù)交流會(huì)上交流，并被推薦到1996國(guó)際流量專(zhuān)業(yè)委員會(huì)召開(kāi)的流量技術(shù)研討會(huì)上，文章被收錄到"96國(guó)際流量專(zhuān)業(yè)技術(shù)研討會(huì)論文集"內(nèi)。該文從流體力學(xué)角度出發(fā)，利用其相似原理，即兩種流體的流束幾何相似，雷諾準(zhǔn)數(shù)相同，流量系數(shù)相等的原理，并以等體積法或等密度法，推算出空氣和蒸汽二者量的關(guān)系，說(shuō)明以壓縮空氣代替蒸汽檢定蒸汽流量計(jì)是有理論依據(jù)的。3.結(jié)束語(yǔ)為了搞好蒸汽的計(jì)量，建議國(guó)家有關(guān)部門(mén)投資搞好此項(xiàng)研究開(kāi)發(fā)和建標(biāo)工作。具體作法是國(guó)家有關(guān)部門(mén)投資、立項(xiàng)，與有條件的企業(yè)結(jié)合（不能再搞浪費(fèi)型蒸汽標(biāo)