二氧化碳流量計在測量中的選型要領(lǐng)及測量中需注意的問題
點(diǎn)擊次數(shù)：2917 發(fā)布時間：2020-11-06 09:18:53
蒸汽流量的測量是工業(yè)生產(chǎn)中常見測量介質(zhì)，對于供暖供熱，會產(chǎn)生大量中間氣體介質(zhì)的石化企業(yè)來說更是如此，本文所述的單位是一家西北地區(qū)的以鋅冶煉、有價金屬回收為主的生產(chǎn)企業(yè)，公司有煙氣制酸系統(tǒng)一套，為了對鋅精礦冶煉產(chǎn)生的煙氣余熱充分回收利用及回收煙塵，配備一臺余熱鍋爐，余熱鍋爐是利用沸騰焙燒爐供給的高溫?zé)煔獾臒犰蕘砩a(chǎn)蒸汽。鍋爐通過熱交換產(chǎn)生飽和蒸汽或過熱蒸汽用于生產(chǎn)，以達(dá)到余熱利用的作用。本文介紹了蒸汽流量計的應(yīng)用現(xiàn)狀和蒸汽流量計量中存在的問題以及如何設(shè)備選型升級。
1、流量計使用現(xiàn)狀
我公司原來安裝流量儀表設(shè)備17臺，其中測量蒸汽用流量計4臺全部為孔板差壓流量計，后全部更換為二氧化碳流量計。
2、存在的問題
我公司蒸汽流量計量，在使用過程中一直存在測量不準(zhǔn)確的問題，由于我車間的余熱蒸汽過量，供給其它地方，在計算能耗，進(jìn)行能耗分析、成本結(jié)算時一直和其它用氣單位產(chǎn)生糾紛，對方說蒸汽量特別小，而我們這邊計量數(shù)據(jù)顯示數(shù)據(jù)這么多，老是出現(xiàn)扯皮推諉。
我公司蒸汽流量計在建廠設(shè)計時采用孔板差壓式流量計，孔板差壓流量計本身存有一定的弱點(diǎn)：安裝相對比較復(fù)雜，需要安裝三閥組、差壓變送器、冷凝管、流量積算儀，溫壓補(bǔ)償?shù)男枰惭b溫度、壓力變送器；引壓管容易發(fā)生堵塞、容易跑冒滴漏、冬天還需要保溫等，這些原因造成儀表一次性安裝工程量大，費(fèi)用高，維修工作量也大；孔板為節(jié)流型結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致壓損大，長期運(yùn)行消耗的能耗也大；長時間運(yùn)行過程中孔板外觀幾何尺寸發(fā)生變化變化，容易造成銳角變鈍，甚至變成喇叭口形，影響系統(tǒng)的測量精度；孔板材料銳角會變鈍而造成流出系數(shù)變化，使的測量誤差增大并且無法修復(fù)改善。
3、流量儀表的選型
蒸汽流量測量方法按照工作原理分，可分為直接式質(zhì)量流量計和推導(dǎo)式也稱間接式質(zhì)量流量計兩大類。前者直接測量與質(zhì)量流量成函數(shù)關(guān)系的變量求得質(zhì)量流量；后者用體積和其他變量測量儀表或兩種不同測量原理流量計組合成的儀表計算求得質(zhì)量流量?，F(xiàn)在人們使用*多的是推導(dǎo)式的流量計，其中以孔板差壓流量計和二氧化碳流量計為主流。二氧化碳流量計主要用于工業(yè)管道介質(zhì)的流量計量，如液體、氣體、蒸氣等多種介質(zhì)。其特點(diǎn)是壓力損失小，量程范圍大，精度高，在測量工況體積流量時幾乎不受流體密度、壓力、溫度、粘度等參數(shù)的影響。沒有可動機(jī)械零件，因此可靠性高，維護(hù)量小。儀表參數(shù)能長期穩(wěn)定。
我們就孔板和渦街做一個對比說明。
共同特點(diǎn)：測量的對象都是蒸汽的體積流量，先進(jìn)點(diǎn)的設(shè)備都帶溫度和壓力補(bǔ)償，通過變換計算出質(zhì)量流量值。也可以測量液體的流量。精度一般為1.0%-1.5%。
孔板流量計的優(yōu)點(diǎn)：測量范圍可選，比如10-30m3/h，或者30-90m3/h，都可以選擇?？拐饎有詮?qiáng)?？梢詼y量高溫高壓蒸汽。溫度500°以上，壓力大于40MPa。
缺點(diǎn)：安裝相對其他流量計復(fù)雜：需要安裝三閥組、差壓變送器、冷凝管、流量積算儀，不帶溫度、壓力補(bǔ)償?shù)男枰惭b溫度、壓力變送器；量程比窄：配國產(chǎn)差壓變送器一般為1：3、好的進(jìn)口變送器為1：6；測量有壓力損失。
二氧化碳流量計的優(yōu)點(diǎn)：量程比寬，智能二氧化碳流量計的量程比一般為1：9、1：10.測量幾乎無壓力損失。安裝簡便：安裝方式為法蘭對夾或者法蘭連接式。
缺點(diǎn)：量程范圍與口徑對應(yīng)比較固定，但是可以采用變徑來測量一些流量偏小的介質(zhì)?？拐鹦阅苋?。測量高溫高壓蒸汽不占優(yōu)勢，一般測量溫度上限350°，壓力4MPa。
由此可見流量計的選型很是重要。
4、投資回報對比
一臺進(jìn)口渦街大約1～1.5萬元人民幣，國產(chǎn)的1萬元以內(nèi)，而一臺孔板差壓流量計裝置包括差壓變送器、孔板及法蘭、導(dǎo)壓管、閥門、保溫箱等費(fèi)用肯定超過限度萬元。
二氧化碳流量計安裝非常簡單，只需要保證流量計前后有一定的直管段即可，孔板流量計對直線段、同心度、導(dǎo)壓管等都長期運(yùn)行測量精度，孔板的設(shè)計由于差壓與流量是非線性關(guān)系，當(dāng)流量低于30%時，誤差增大，氣體更為嚴(yán)重，另一方面，使用介質(zhì)的長期磨損，銳角變鈍，使流量系數(shù)發(fā)生變化，也是影響精度的一個重要原因。而渦街的特殊結(jié)構(gòu)，當(dāng)精度經(jīng)實際確定后精度幾乎是不變的。
二氧化碳流量計除在計量上要求周期性標(biāo)定外，一般不會出現(xiàn)故障，不需要其他的維護(hù)保養(yǎng)費(fèi)用，而孔板流量計就不一樣，跑冒滴漏，定期排污，灌隔離液，更換導(dǎo)壓管、閥門、保溫、清洗孔板等，有一定的維護(hù)工作量。還有伴熱系統(tǒng)的投入，這還不包括差壓變送器的更新，孔板更新費(fèi)用。
有嚴(yán)格的安裝要求、并且這些部件安裝費(fèi)時費(fèi)力，所以安裝費(fèi)用是渦街的數(shù)倍。
還有其他方面二氧化碳流量計優(yōu)勢更加明顯，如可互換性，量程、可靠性方面。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，二氧化碳流量計的性能更加優(yōu)異。
5、結(jié)論
綜上所述，二氧化碳流量計具有管道介質(zhì)壓力損失小，量程比大，測量精度高，在測量工況體積流量時受流體密度、壓力、溫度、粘度等參數(shù)的影響小，沒有可動機(jī)械零件，因此可靠性高，維護(hù)量小，儀表參數(shù)能長期穩(wěn)定等特點(diǎn)，基于以上討論，針對二氧化碳流量計的優(yōu)點(diǎn)，車間陸續(xù)將不能正常投入生產(chǎn)的三臺差壓流量計更換為二氧化碳流量計，使用過程中無任何問題，并且維護(hù)量大大減少，在公司蒸汽流量測量中的成功應(yīng)用確實給流量測量來許多好處。
1、流量計使用現(xiàn)狀
我公司原來安裝流量儀表設(shè)備17臺，其中測量蒸汽用流量計4臺全部為孔板差壓流量計，后全部更換為二氧化碳流量計。
2、存在的問題
我公司蒸汽流量計量，在使用過程中一直存在測量不準(zhǔn)確的問題，由于我車間的余熱蒸汽過量，供給其它地方，在計算能耗，進(jìn)行能耗分析、成本結(jié)算時一直和其它用氣單位產(chǎn)生糾紛，對方說蒸汽量特別小，而我們這邊計量數(shù)據(jù)顯示數(shù)據(jù)這么多，老是出現(xiàn)扯皮推諉。
我公司蒸汽流量計在建廠設(shè)計時采用孔板差壓式流量計，孔板差壓流量計本身存有一定的弱點(diǎn)：安裝相對比較復(fù)雜，需要安裝三閥組、差壓變送器、冷凝管、流量積算儀，溫壓補(bǔ)償?shù)男枰惭b溫度、壓力變送器；引壓管容易發(fā)生堵塞、容易跑冒滴漏、冬天還需要保溫等，這些原因造成儀表一次性安裝工程量大，費(fèi)用高，維修工作量也大；孔板為節(jié)流型結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致壓損大，長期運(yùn)行消耗的能耗也大；長時間運(yùn)行過程中孔板外觀幾何尺寸發(fā)生變化變化，容易造成銳角變鈍，甚至變成喇叭口形，影響系統(tǒng)的測量精度；孔板材料銳角會變鈍而造成流出系數(shù)變化，使的測量誤差增大并且無法修復(fù)改善。
3、流量儀表的選型
蒸汽流量測量方法按照工作原理分，可分為直接式質(zhì)量流量計和推導(dǎo)式也稱間接式質(zhì)量流量計兩大類。前者直接測量與質(zhì)量流量成函數(shù)關(guān)系的變量求得質(zhì)量流量；后者用體積和其他變量測量儀表或兩種不同測量原理流量計組合成的儀表計算求得質(zhì)量流量?，F(xiàn)在人們使用*多的是推導(dǎo)式的流量計，其中以孔板差壓流量計和二氧化碳流量計為主流。二氧化碳流量計主要用于工業(yè)管道介質(zhì)的流量計量，如液體、氣體、蒸氣等多種介質(zhì)。其特點(diǎn)是壓力損失小，量程范圍大，精度高，在測量工況體積流量時幾乎不受流體密度、壓力、溫度、粘度等參數(shù)的影響。沒有可動機(jī)械零件，因此可靠性高，維護(hù)量小。儀表參數(shù)能長期穩(wěn)定。
我們就孔板和渦街做一個對比說明。
共同特點(diǎn)：測量的對象都是蒸汽的體積流量，先進(jìn)點(diǎn)的設(shè)備都帶溫度和壓力補(bǔ)償，通過變換計算出質(zhì)量流量值。也可以測量液體的流量。精度一般為1.0%-1.5%。
孔板流量計的優(yōu)點(diǎn)：測量范圍可選，比如10-30m3/h，或者30-90m3/h，都可以選擇?？拐饎有詮?qiáng)?？梢詼y量高溫高壓蒸汽。溫度500°以上，壓力大于40MPa。
缺點(diǎn)：安裝相對其他流量計復(fù)雜：需要安裝三閥組、差壓變送器、冷凝管、流量積算儀，不帶溫度、壓力補(bǔ)償?shù)男枰惭b溫度、壓力變送器；量程比窄：配國產(chǎn)差壓變送器一般為1：3、好的進(jìn)口變送器為1：6；測量有壓力損失。
二氧化碳流量計的優(yōu)點(diǎn)：量程比寬，智能二氧化碳流量計的量程比一般為1：9、1：10.測量幾乎無壓力損失。安裝簡便：安裝方式為法蘭對夾或者法蘭連接式。
缺點(diǎn)：量程范圍與口徑對應(yīng)比較固定，但是可以采用變徑來測量一些流量偏小的介質(zhì)?？拐鹦阅苋?。測量高溫高壓蒸汽不占優(yōu)勢，一般測量溫度上限350°，壓力4MPa。
由此可見流量計的選型很是重要。
4、投資回報對比
一臺進(jìn)口渦街大約1～1.5萬元人民幣，國產(chǎn)的1萬元以內(nèi)，而一臺孔板差壓流量計裝置包括差壓變送器、孔板及法蘭、導(dǎo)壓管、閥門、保溫箱等費(fèi)用肯定超過限度萬元。
二氧化碳流量計安裝非常簡單，只需要保證流量計前后有一定的直管段即可，孔板流量計對直線段、同心度、導(dǎo)壓管等都長期運(yùn)行測量精度，孔板的設(shè)計由于差壓與流量是非線性關(guān)系，當(dāng)流量低于30%時，誤差增大，氣體更為嚴(yán)重，另一方面，使用介質(zhì)的長期磨損，銳角變鈍，使流量系數(shù)發(fā)生變化，也是影響精度的一個重要原因。而渦街的特殊結(jié)構(gòu)，當(dāng)精度經(jīng)實際確定后精度幾乎是不變的。
二氧化碳流量計除在計量上要求周期性標(biāo)定外，一般不會出現(xiàn)故障，不需要其他的維護(hù)保養(yǎng)費(fèi)用，而孔板流量計就不一樣，跑冒滴漏，定期排污，灌隔離液，更換導(dǎo)壓管、閥門、保溫、清洗孔板等，有一定的維護(hù)工作量。還有伴熱系統(tǒng)的投入，這還不包括差壓變送器的更新，孔板更新費(fèi)用。
有嚴(yán)格的安裝要求、并且這些部件安裝費(fèi)時費(fèi)力，所以安裝費(fèi)用是渦街的數(shù)倍。
還有其他方面二氧化碳流量計優(yōu)勢更加明顯，如可互換性，量程、可靠性方面。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，二氧化碳流量計的性能更加優(yōu)異。
5、結(jié)論
綜上所述，二氧化碳流量計具有管道介質(zhì)壓力損失小，量程比大，測量精度高，在測量工況體積流量時受流體密度、壓力、溫度、粘度等參數(shù)的影響小，沒有可動機(jī)械零件，因此可靠性高，維護(hù)量小，儀表參數(shù)能長期穩(wěn)定等特點(diǎn)，基于以上討論，針對二氧化碳流量計的優(yōu)點(diǎn)，車間陸續(xù)將不能正常投入生產(chǎn)的三臺差壓流量計更換為二氧化碳流量計，使用過程中無任何問題，并且維護(hù)量大大減少，在公司蒸汽流量測量中的成功應(yīng)用確實給流量測量來許多好處。