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蒸汽 流量计研究现状与工业应用展望

  • 发布者:合正仪器仪表

    发布日期:2018-04-05
  • 一、蒸汽 流量计的研究现状
      蒸汽 检测装置具有溯源性好、直观、接近工况等优点。但由于难以实现、影响因素多、运行成本高等却缺点,国内 外针对蒸汽流量标准装置和蒸汽流量仪表在蒸汽条件下的实验研究比较少。
      国外,90年代   爱德 华大学校内校准蒸汽流量计标准的流量计量标准装置,装置简易、精度低,流量范围小,且装 置没有稳压系统和动态的蒸汽状态的检测,现基本停用。1995年德州A&M大学 在休斯顿建立了一套蒸汽装置,开展 湿蒸汽的相关研究,装置的流量范围为(0.45~3.4)t/h,可开展2英寸、3英寸和4英寸 三种口径仪表的检测,装置采用标准表法,溯源性差,检测 过程中蒸汽的状态不稳定。2004年英国NEL利用 英国利物浦大学建立的一套冷凝称重法蒸汽流量计量标准装置,开展 了一系列蒸汽流量计干蒸汽和湿蒸汽的实验研究,对欧 洲蒸汽能源流量计量的情况做了一个总结汇报,其中 介绍了国外蒸汽流量计量标准装置的情况,以及 现在校准过程中存在的问题。利物 浦大学所研制的蒸汽装置,其工作压力在4~10bar,由两台锅炉供汽,蒸汽流量范围为0.2~2.5t/h,装置的不确定度为0.6%,装置 由锅炉供汽稳定性差,且没有稳压装置,没有 考虑仪表检查过程中的温度压力的补偿,无法 实现对流量仪表体积流量的计算,无法 开展对涡街流量传感器的检定,装置 在设计上没有对过程中入口到出口的蒸汽状态的检测,无法 保证检测过程中蒸汽是过热蒸汽。
      国内,80年代在烟台、广州、天津 等城市建立过蒸汽实流计量标准装置,但由 于在设计上汽源质量、稳压调控、保温 等各方面的技术原因设备都己经停用或报废。2006年天 津中石化集团研制的可调干度蒸汽流量计量标准装置,可以开展DN50和DN80管路直径的研究,干度可调范围为0.85~1,流速范围为5~70m/s,压力测量范围为0.2~0.9MPa,流量上限为4t/h,流量稳定性为0.2%,但该 装置流量范围和检定口径较小,且保 温效果不是太理想,在检 测过程中存有相变现象,尤其 是在过热蒸汽加湿过程中,受雾化效果、直管 段长度和保温的影响蒸汽的状态变化大,受循 环水流量及冷凝器的选型影响,冷凝效果不理想。以上 原因造成装置运行效果不佳,所以 一直处于停用状态。
         蒸汽流量计量站于80年代 建立了一套冷凝称重法蒸汽流量计量标准装置,采用 锅炉加热产生蒸汽,   大流量仅为3t/h,压力波动大,没有稳压罐,导致 检定结果的重复性差,只能 开展饱和蒸汽和微过热蒸汽流量计的检定,检定口径   大为DN100口径,设备自动化程度、检定的精度比较低。基于上述原因,   蒸汽流量计量站于2009年对 原有设备进行改造,重新研制了   蒸汽 流量计量站冷凝称重法计量标准装置。新蒸 汽装置采用了发电厂的蒸汽,距离 主蒸汽管道比较近,气源压力高、流量大、稳定 性好检测介质为过热蒸汽或饱和蒸汽,装置 设计自动化程度高,检测压力0.2~0.6MPa可调,流量范围为(0.2~10)t/h,可开展DN15~DN250各种 口径和类型蒸汽流量仪表的检测,扩展不确定度为0.1%(k=2),装置 的技术指标及自动化程度,处于 国内外现有装置的   水平。
      二、工业应用展望
      水蒸 汽是一种主要的能量传递介质,也是 一种重要的二次清洁能源,得到了广泛的应用,但是由于蒸汽   、复杂的物理特性,蒸汽 流量的计量精度不高,蒸汽 流量计量已经成为了一个困扰计量检测的世界性难题。提高 蒸汽流量计计量精度,对于   社会 节能降耗具有重要的意义和实用价值。
      蒸汽 流量的计量涉及蒸汽流量计量标准装置,蒸汽   的物理特性,蒸汽 流量计量仪表的研究,是一 个无论研究深度和广度都   挑战性的科研领域,对于弯管、均速管、多孔 孔板等其它非标式蒸汽流量计在蒸汽流量介质下的计量特性有待于研究。
      湿蒸 汽是一种工况条件下普遍存在的两相流状态,目前 国内外尚没有专门的一套可靠的湿蒸汽计量标准装置,因此 下一步工作可以设计一套湿蒸汽计量标准装置用来分析现有蒸汽流量仪表在湿蒸汽状态下的计量特性,为计 量湿蒸汽仪表的研制奠定理论基础。蒸汽 干度的测量也是一个困扰世界计量的难题,目前 国内外没有合适的计量器具对其进行测量,借助 于现有研究条件可以对蒸汽干度的计量开展初步探究。 

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