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[行业技术文章]蒸汽计量存在的问题及对策
更新时间:2013-05-03 发布:www.1024sj.com

1、概况
蒸汽是各生产企的重要的二次能源,有的直接介入化学反应,但大都是用其热能。企在谈论节能降耗一般会先想到"蒸汽"。从眼前本单元利益动身,下降生产成本需要下降蒸汽消耗;从年夜处想,我国能源欠缺,更需要下降各类能耗。谈论节能降耗,应首先想到是能源的"计",只有有了准确计,才有资历说勤俭了几多能源。在蒸汽计方面,现状若何?中石化一些年夜型企做得怎样?
燕山石化公司是国家特年夜型企,在这个年夜型企里,能源计经管方面的使命相当繁重,以1990年的数据为例说明。全公司一级(各厂际之间的)计仪表共有523套,其中蒸汽系统的计仪表84套,占公司一级计表的16。燕化自备电站和部门产汽生产装配合计,每一年产汽约一万万吨(其中本公司内消耗985万吨,对外供15万吨),面临的耗汽用户是国营、集体和个体数十个企,数百个用户。其蒸汽是若何计和经管的呢?
对比力年夜型的用户,各生产厂的蒸汽经管主要是由公司动力处和调剂处经管,所用计用具是各生产厂自己经管,发生计纠纷由公司计控处负责仲裁处置。对于地方小企用户,由燕化公司水电汽经管所负责签合同处置。
计用具的选用,由于孔板侧技术成长成熟,有响应的国标和尺度作支持,自己结构简单、造价低,耐高温性能和抗振性能好,所以对于年夜中型管道,如Dg200mm以上管道,多是采用孔板差压式流计,尤其是高压过热蒸汽,全数是采用孔板差压式流计。对于中小管道,一般在Dgl00以下,除孔板差压式之外,涡街流计使用数目越来越多。而对于更小的用户,管径在Dg50mm以下的,多为涡街流计和分流旋翼式流计。具体数据统计如表1所示。



对于各厂生产装配内及车间级的蒸汽侧及计,也多是采用孔板差压式流计。除上述流计之外,也有用阿丑巴等流计的。总的数目有数百台,不再细说。
从计经管角度,燕化公司凭据"GBl7167-83"划定,明文对蒸汽丈系统提出以下要求:厂际蒸汽计系统要有温度和压力抵偿环节;对其系统侧误差要求:过热蒸汽计系统误差不年夜于±2.5;饱和蒸汽计系统误差不年夜于±4。
2、蒸汽计系统运行情况
关于蒸汽流计,燕山石化公司各厂际之间,屡次因计不准,供需双方发生计纠纷。近几年随技术前进、计用具产物的提高和增强了蒸汽系统的经管,年夜大都的蒸汽计系统运行正常。能够正常运行的丈系统,一般都是向导重视,工程技术人员精心设计,认真选型,成套性完善齐全,投进较年夜。如采用计较机经管、带压力温度抵偿、变送器选用的精度较高、系统带小旌旗灯号切除、跟踪测试计较、自动打印日报、月报等功能。可是对一些中、小用户,如采用分流旋翼式流计的问题较多。系统丈精度不高,故障率高,甚至用不到一个采热期就损坏等。
2005年7月25-29日,于杭州"蒸汽准确计技术钻研会"上领会到,全中石化系统甚至冶金、热电等系统,蒸汽计状态年夜同小异,有的单元更差些:若有的单元"供需双方误差达45,误差在20以上是经常的事,分析缘由,有的是孔板流计运行十多年从没有检查清洗;有的在一根管线上,有3、四种计方式(至少装有3、四台流计),数据纷歧致"。
3、存在问题及应接纳的对策
由于蒸汽系统温度较高,饱和蒸汽又易变为汽、液两相流,相比之下丈难度年夜,甚至没法丈。是以对蒸汽丈系统的要求就高一些,有些计用具知足不了它的要求。
从处置燕化石化公司内部计纠纷情况看。从1993年4月至1995年4月两年时间内收到"申请仲裁书"12件,其中蒸汽计纠纷有5件,占整个公司计纠纷的41.7,占的比重是很年夜的。若是统计到1998年4月,5年内共收到25件计纠纷,蒸汽计纠纷仍为上述5件(这三年泛起的蒸汽差均在下边协商解决了),所占比例为20,说明近几年蒸汽计工作有所改善,可是此数也不小。发生计纠纷的缘由是什么呢?经由过程数次对现场查询拜访分析,回纳有三条:一是计用具方面的缘由;二是经管方面的缘由;再就是工钱身分。现就计用具方面缘由分析主要有以下几个问题:
3.1蒸汽计用具的性能有待提高,选型范围有待扩宽
凭据我公司蒸汽计采用孔板差压式流计较多,出格是七十年月建的老装配中,可以说尽年夜大都为此类仪表。该类计用具存有一定的弱点:它的程比小,通常是3:1,若运行在30流刻度以下时,其精度下降较年夜;运行工况条件脱离原设计条件,侧误差会增年夜,再如孔板检侧系统中部件多,引压管系统易堵、易漏、易冻、易汽化等特点,造成仪表一次安装工程年夜,费用高;维修工作亦年夜;孔板为节省型压损年夜,持久运行耗能年夜,费用高;持久运行中孔板几何尺寸变化,锐角变钝(锐角要求r=0.0004d,而有关家实验后公布,运行的头二或三年中每一年磨损半径厂增加0.04mm,而5、六年以后才趋向稳定。由于锐角变钝,孔板流系数会变小!);甚至有的孔板在开停车进程中,由于蒸汽管道中易存冷凝水,开停蒸汽管道进程中发生水垂,致使孔板变形,甚至酿成喇叭口。所有这些都说明,孔板差压式蒸汽流计很难保证其原设计丈精度。虽然今朝已泛起孔板、变送器一体化产物,二次仪表也已微机化、智能化,使孔板程比可提高到l0:1。可是孔板自己锐角会变钝造成流出系数变化,使丈误差增年夜尚不能克服改善。虽然已有钝化的孔板产物泛起,但其响应的钝化尺度及其检测用具配套尚待完善,再者它属于非尺度孔板,应经过逐台检定,才可用于计。尺度孔板运行、磨损几年后,应检定测出新的流出系数,才可保证其侧准确度。可是今朝无有这方面的要求和尺度。
随着机加工技术的提高相前进,采用尺度喷嘴节省装配的越来越多,如45万吨乙烯改造中,在DN200mm以上管道的气体和蒸汽丈泛起六套尺度喷嘴(30万吨乙烯中一套也无有)。它年夜的点是比尺度孔板压力损失小。错误谬误是加工制造难度年夜,检验技术高难度年夜,也存在运行多长时间后检定的问题。
随着仪表制造技术的提高,耐高温的涡街流计、阿丑巴(均速管之类)流计等在蒸汽系统丈中运用越来越多,可是它们也各有各的弱点,像涡街流计它耐高温只能到达200℃多度,对320℃以上的蒸汽系统使用祸街流计尚缺少经验,况且它侧要求的雷诺数比孔板差压式流计高出一倍,其更年夜的弱点是抗振性能差。阿丑巴、弯管等之类的流计所发生的差压旌旗灯号值较低,给差压旌旗灯号检测带来一定难度。这些流计都属于强检计用具,应全数走周期检定,今朝尚有难度。总之适用蒸汽计的检测仪表的性能还应年夜力提高相改良,适用蒸汽计的计用具的选择余地还应再扩宽。
3.2蒸汽计表的检定
蒸汽计表的检定今朝尚不完整,是制约蒸汽计工作的一个重要环节。以蒸汽为工作介的"蒸汽流计检定装配"在*台、广州、兰州等地都泛起过,由于这类装配浪费能源、难以操作、检定精度低、费用高,无成长前途,坚持下来的没有。正因蒸汽流计无处检定,应走周检的涡街、阿丑巴、分流旋翼式等流计,也难以实现。这里提到蒸汽计检定装配有它的不足的地方,将陆续退出历史舞台,代之兴起的是用压缩空气取代蒸汽进行蒸汽流计的检定,这是标的目的。可是它还有待研究完善。今朝看,这方面的资料、数据还太少,更无有什么标谁可依。不管是从理论上仍是实践数据上,还应作年夜的实践工作,以到达尺度化。
就用压缩空气取代蒸汽进行蒸汽流计的检定的问题,插一段燕山石化公司在这方面工作:笔者1982年加入化工部系统流侧技术交流会,会上交流一篇"浅谈蒸汽流计的标定"(后改成"介绍一种蒸汽流计的标定方式",刊登在1983年的炼油化工自动化杂志上)。1989年燕化公司计控处自己设计一套蒸汽流计检定装配,是哄骗中压过热蒸汽(名义上压力为1.5Mpa,温度为25O℃),经过检定装配后/降为0.3-0.5Mpa的低压蒸汽作为罐区装配伴热和采热用。同时引进工艺杂用风(即压缩空气)。尺度是音速喷嘴。拟对统一台蒸汽流计,用分歧介进行检定,找出空气代蒸汽的纪律,终成为气(汽)体流计检定站。设计完后,首先请国家计院等单元的家审核,定案后于1990年开工兴修,建成后试压、吹扫,送汽试运行完成后,行将实验、测试数据,以便请计院家做技术性能测试检定和请市局授权。然而,因30万吨乙烯改造为45万吨用地,立即撤除搬迁。由于各类缘由至今未能建成投用(现仍在积极勾当争取早日投用)。1994年笔者完成一篇"浅议以压缩空气取代蒸汽对蒸汽流计进行标定"的文章,95年在年夜庆全国流技术交流会上交流,并被推荐到1996流委员会召开的流技术钻研会上,文章被收录到"96流技术钻研会论文集"内。该文从流体力学角度动身,哄骗其相似原理,即两种流体的流束几何相似,雷诺准数不异,流系数相等的原理,并以等体积法或等密度法,推算出空气和蒸汽两者的关系,说明以压缩空气取代蒸汽检定蒸汽流计是有理论依据的。
国外在以空气取代蒸汽进行蒸汽流计标定进行到什么水平,问过很多威权及商社,均得不到满意的回答。直到今天我仍是有机遇就向诸位家、权威和国外年夜的蒸汽流计仪表厂商咨询,"有无有统一台流计划分用空气和蒸汽检定的数据"?"用空气检定某流计误差为X,用来丈蒸汽时误差会是几多"等问题,均没有获得肯定的回答。
插进上一段内容的目的,是想说明,今朝蒸汽流计检定是阻碍蒸汽准确计的主要障碍!今朝距用空气取代蒸汽进行蒸汽流计检定,还有一段距离!国内,现实中也听说有用空气作介检定蒸汽流计的,如其分流旋翼式蒸汽流计制造厂,称其产物是请某检定站逐台检定,精度准确靠得住,问其流计安装到分歧压力和分歧温度蒸汽管道上运用,误差是几多?回答是在空气装配上于4,丈蒸汽也在这个误差范围之内。后来我领会到这家检定站是用微压-几十毫米水柱压力的空气做介给检定的。试想分流旋翼式蒸汽流计一路走高温高压汽,一路(小孔)走冷凝水,而用微压空气检定的误差就是走蒸汽的误差能说得通吗?
4、竣事语
为了弄好蒸汽的计,建议国家有关部门投资弄好此项研究开发和建标工作。具体作法是国家有关部门投资、立项,与有条件的企连系(不能再弄浪费型蒸汽尺度装配),选用数种类型、数种规格的蒸汽流计,哄骗蒸汽和空气两种介进行检定对比。在掌握有一定数目(固然越多越好)的实践数据根蒂根基上,统计、回纳出某种公式或某系数及其误差范围后,召开具有一定级此外鉴定会进行鉴定,成熟的话就可推行运用直至建立节能型的以空气取代蒸汽检定蒸汽流计的尺度装配。
欲想提高蒸汽的计准确度,到达节能降耗的目的,尽快实现以空气取代蒸汽进行蒸汽流计的检定,应是首当其冲。
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