鍋爐蒸汽流量計(jì)主要用于工業(yè)管道介質(zhì)流體的流量測(cè)量，如氣體、液體、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(cè)量工況體積流量時(shí)幾乎不受流體密度、壓力、溫度、粘度等參數(shù)的影響。無可動(dòng)機(jī)械零件，因此可靠性高，維護(hù)量小。儀表參數(shù)能長(zhǎng)期穩(wěn)定。本儀表采用壓電應(yīng)力式傳感器，可靠性高，有模擬標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，也有數(shù)字脈沖信號(hào)輸出，容易與計(jì)算機(jī)等數(shù)字系統(tǒng)配套使用，是一種比較先進(jìn)、理想的流量?jī)x表。

1 鍋爐產(chǎn)汽量比進(jìn)水量大2%（因進(jìn)水流量水溫比設(shè)計(jì)低50℃，未補(bǔ)償、修正）

1.1 存在問題

青島某熱電廠一臺(tái)220t/h直流鍋爐，產(chǎn)汽流量比進(jìn)水量大2%，做了各項(xiàng)檢查校驗(yàn)均無果。

1.2 分析與診斷

在設(shè)計(jì)上，產(chǎn)汽流量和進(jìn)水流量均用孔板流量計(jì)。鍋爐一直滿負(fù)荷運(yùn)行，工況穩(wěn)定。因是直流鍋爐，產(chǎn)汽流量應(yīng)與進(jìn)水流量相等。

就流量計(jì)的精確度等級(jí)而言，因孔板流量計(jì)測(cè)量蒸汽流量，系統(tǒng)不確定度能達(dá)到1.5%，測(cè)量水流量，系統(tǒng)不確定度能達(dá)到1%，兩套表之間極限誤差能達(dá)到±2.5%已屬正常。但為什么有的系統(tǒng)相差比較大呢？是否還有其他原因造成呢？于是，對(duì)孔板計(jì)算書進(jìn)行復(fù)算，并對(duì)兩套流量測(cè)量系統(tǒng)的方方面面作了較全面的調(diào)查，均未發(fā)現(xiàn)問題。最后，當(dāng)問到實(shí)際運(yùn)行的工況參數(shù)與孔板計(jì)算書上的設(shè)計(jì)參數(shù)是否偏離時(shí)，提問者解釋除氧水在進(jìn)流量計(jì)之前，因高溫加熱器未開，所以水溫比設(shè)計(jì)溫度低50℃。由于該套進(jìn)水流量計(jì)未帶溫度補(bǔ)償，查閱了水的密度表，除氧水在溫度低了50℃后，其密度增大4%，從而使水流量示值偏低2%。

1.3 討論

（1）差壓式流量計(jì)用來測(cè)量水流量時(shí)，由于流體密度偏離設(shè)計(jì)值，引入的誤差可以用下面方法計(jì)算。

差壓式流量計(jì)的一般計(jì)算公式為：

式中　qm—質(zhì)量流量，kg/s；

C—流出系數(shù)；

ε—可膨脹系數(shù)；

β—直徑比，β=d/D；

d—工作條件下節(jié)流件的孔徑，m；

D—工作條件下上游管道內(nèi)徑，m；

Δp—差壓，Pa；

ρ—上游流體密度，kg/m3。

對(duì)式（1）qm、Δp、ρ1三個(gè)參數(shù)是變量，對(duì)已確定的同一臺(tái)儀表C、ε、β、d是固定的，π是圓周率可歸納為儀表系數(shù)k，則式（1）可改變?yōu)槭剑?）。

式中　qm—質(zhì)量流量，kg/s；

k—儀表系數(shù)，

Δp—差壓，Pa；

ρ1—節(jié)流件正端取壓口平面上的流體密度，kg/m3。

而儀表按孔板計(jì)算書所設(shè)置的數(shù)據(jù)之后所顯示的流量卻為：

式中　q'm —儀表顯示的質(zhì)量流量，kg/s；

ρ1d—設(shè)計(jì)狀態(tài)流體密度，kg/m3；

其余符號(hào)的意義同式（1）。

于是，由于流體密度偏離設(shè)計(jì)值所引起的示值誤差為：

當(dāng)ρ1=1.04ρ1d時(shí)，Eρ≈-2%。

（2）這是個(gè)典型的液體密度偏離設(shè)計(jì)值，從而產(chǎn)生流量測(cè)量誤差的例子，上面所做的分析對(duì)其他液體也適用。

（3）解決方法及實(shí)效

用戶將水流量測(cè)量結(jié)果乘上1.02的校正系數(shù)后，就與蒸汽流量計(jì)顯示值相符，從而使困擾儀表人員很長(zhǎng)時(shí)間的難題得以解決。

2 鍋爐房汽表分表與總表在冬季示值相同，而夏季相差20%（因分表中有一臺(tái)通徑太大，在夏季用量太小，進(jìn)入小信號(hào)切除區(qū)，小流量信號(hào)被全部切為零）

2.1 存在問題

上海某大廈鍋爐房有4臺(tái)10t/h鍋爐，經(jīng)分配器送7個(gè)用戶，進(jìn)入分配器的4路管和出分配器的7路管上均裝有渦街流量計(jì)，因是飽和蒸汽，所以均有壓力補(bǔ)償。見圖1。

圖1 鍋爐房蒸汽計(jì)量系統(tǒng)

儀表投運(yùn)后，適逢冬季，4臺(tái)鍋爐開3臺(tái)，產(chǎn)汽量最高達(dá)28t/h。7臺(tái)分表之和與產(chǎn)汽量總和相差無幾。

冬去春來，隨著氣溫的升高，鍋爐產(chǎn)汽與用汽的計(jì)量偏差逐漸增大，11套蒸汽表全部安裝在鍋爐房?jī)?nèi)，進(jìn)分配器的流量大，出分配器的流量小，到夏季，七條支管路用汽流量比鍋爐出汽流量小20%。顯然不是真正的管路損失，而是表計(jì)誤差造成的。

2.2 分析與診斷

調(diào)閱了計(jì)量數(shù)據(jù)記錄，因?yàn)橄募局婚_1臺(tái)鍋爐，24h總發(fā)汽量只有49t。這樣小的流量對(duì)于鍋爐蒸汽表來說還問題不大，因?yàn)槊颗_(tái)鍋爐裝的渦街流量計(jì)均為DN150通徑。問題大的是1臺(tái)分表FIQ—05A，這臺(tái)表安裝在DN300管道上，原只是估算，考慮在冬季最大耗汽量可能達(dá)到20t/h，據(jù)此選了DN200渦街流量計(jì)，其最小可測(cè)流量為2.1t/h（流體為P=0.87MPa飽和蒸汽）。因?yàn)橹圃鞆S只保證在流量范圍內(nèi)計(jì)量正確，而渦街流量計(jì)小信號(hào)切除范圍較大，只用到2t/h的小流量時(shí)有可能進(jìn)入小信號(hào)切除區(qū)，已在小信號(hào)切除區(qū)內(nèi)，因此FIQ—05A在用到小流量信號(hào)時(shí)流量顯示不出來，顯示為零。這種場(chǎng)合，用戶方用汽的流量只是其他6條支路的流量之和，缺少了FIQ—05A的小流量信號(hào)，故總線的用汽量比鍋爐出汽量小了20%。顯然，原來選用FIQ—05A渦街流量計(jì)通徑太大。后來業(yè)主單位根據(jù)實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù)，作了調(diào)整，在DN200渦街流量計(jì)旁邊再并聯(lián)1臺(tái)DN80的渦街流量計(jì)（FIQ—05B），夏季將FIQ—05A大表停掉。將FIQ—05B小表投入使用，經(jīng)此改造后，夏季的白天和夜間的流量均在其可測(cè)范圍內(nèi)，從而使進(jìn)出分配器的流量數(shù)據(jù)恢復(fù)平衡。

3 鍋爐負(fù)荷小時(shí)汽水平衡好，負(fù)荷大時(shí)平衡差（因渦街流量計(jì)某些廠產(chǎn)品不宜測(cè)高流速）

3.1 存在問題

上海某熱力公司增設(shè)一臺(tái)鍋爐工程，在公開招標(biāo)中，江蘇某市的鍋爐廠以最低價(jià)中標(biāo)。該項(xiàng)目中共有9套渦街流量計(jì)，但中標(biāo)單位為了節(jié)省投資，未與設(shè)計(jì)單位溝通，擅自修改為其它廠渦街流量計(jì)。

鍋爐投運(yùn)初期，負(fù)荷較小，鍋爐的產(chǎn)汽量與進(jìn)水流量基本相符。運(yùn)行一年后鍋爐負(fù)荷逐漸增大，出現(xiàn)產(chǎn)汽量比進(jìn)水量低得越來越嚴(yán)重的情況，直至24h總量偏低16%（扣除排污后）。

3.2 分析與診斷

懷疑鍋爐負(fù)荷增大后，汽水不平衡是由產(chǎn)汽流量計(jì)偏低引起，因此總包（中標(biāo)）單位將最后選用某廠的產(chǎn)汽量流量計(jì)用標(biāo)準(zhǔn)裝置檢定，因?yàn)橛盟畽z定時(shí)流速較低，最多也只有6m/s，得到的流量系數(shù)與銘牌上標(biāo)出的數(shù)值相符。該臺(tái)儀表放在空氣標(biāo)準(zhǔn)裝置上檢定，檢定結(jié)果偏差很大，在60m/s流速時(shí)，偏低還不止16%，竟達(dá)到24%，實(shí)際使用時(shí)，流速高達(dá)每秒幾十米，故這個(gè)廠的渦街流量計(jì)不宜測(cè)高速，因而產(chǎn)生高達(dá)16%的誤差。

4 蒸汽鍋爐流量計(jì)產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)及特點(diǎn)：

1、不受溫度、壓力的影響，同時(shí)不易堵，不易卡，不易結(jié)垢，耐高溫、高壓。

2、安全防爆，適用于惡劣環(huán)境。

3、無可動(dòng)部件、無空洞縫隙設(shè)計(jì)，產(chǎn)品無磨損、耐臟污，無需機(jī)械維修，使用壽命長(zhǎng)。

4、采用微功耗高新技術(shù)，電池供電的現(xiàn)場(chǎng)顯示型流量計(jì)，可不斷電運(yùn)行兩年以上。

5、穩(wěn)壓補(bǔ)償一體化設(shè)計(jì)。

6、電流輸出均為電隔離型，具有良好的共模干擾抑制能力。

7、同時(shí)顯示流量值與累計(jì)流量值，不必輪流切換。

8、采用抗振探頭，有效消除外界振動(dòng)影響。

9、電路采用表面貼裝工藝，結(jié)構(gòu)緊湊，可靠性高。

10、采用分體式信號(hào)轉(zhuǎn)換器，電纜最長(zhǎng)10米。

11、量程比寬達(dá)20:1。

12、整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，動(dòng)態(tài)測(cè)量范圍寬，壓力損失小。

13、分體式渦街流量計(jì)采用不銹鋼材質(zhì)，可適用于腐蝕性介質(zhì)的測(cè)量。

14、現(xiàn)場(chǎng)液晶顯示，脈沖、4-20mA輸出或485通訊，可與工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)連接。

以上內(nèi)容為：《鍋爐蒸汽流量計(jì)量問題分析》