应用孔板式蒸汽流量测量系统要重视的问题

　　为了准确测量蒸汽的用量,应保证孔板式蒸汽流量测量系统正确设计、检定、安装和使用。这里就使用中出现的问题进行探讨。

　　1　标准节流装置

　　国家标准规定,标准节流装置由标准节流件、标准取压装置和标准测量管组成。它们的结构、尺寸和技术条件都有统一标准,有关的数据都经过系统试验而有统一的图表。

　　节流件安装要求:

　　(1)应保证节流件的前端面与管道轴线垂直,不垂直度不超过1°。

　　(2)应保证节流件的开孔中心与管道同心,且孔板方向正确,不同心度不得超过的数值。(非同心孔板除外)。

　　(3)必须安装在直管段上,并保证上游侧长10D,下游侧长5D的直管段。

　　2　节流件不符合标准带来的误差分析

　　以角接取压法为例,当采用节流孔板测量过热蒸汽流量时,流量方程式为:

　　式中　α为流量系数;ε为过热蒸汽的膨胀系数;d为工作状态下的孔板开孔直径;ρ为工作状态下的过热蒸汽密度;Δp为孔板前后压差(Δp=p1-p2)。

　　2·1　流量系数α

　　流量系数α由实验方法求出。它与节流件型式,截面比m,雷诺数Re,孔口边缘锐度,管壁粗糙等因素有关。通常在孔板设计安装符合要求的情况下,用于过热蒸汽测量其雷诺数一般趋向于一个临界值Rek=2300,这时α仅是截面比和管道内径D的函数,可以认为α是恒定的常数,其测量误差可以不计。但孔板使用一段时间后,由于化学腐蚀、微小颗粒撞击等使孔板有不同程度的变形,在节流装置结构不符合标准要求的情况下,对α就有修正的需要,若设定修正系数为b,根据不同情况b的修正倾向如表1:

　　2·2　膨胀系数ε

　　膨胀系数ε取决于Δp/p1、μ和β值,μ为被测介质等熵指数,对于过热蒸汽μ=1·31;β为直径比(β=d/D);对于角接取压标准孔板时,ε的值可用下列经验公式计算:

　　ε的基本相对误差如表2:

　　这样,在设计流量范围内应用。由于ε的变化造成的测量误差很小(±0·5%)可以忽略不计。

　　2·3　介质密度ρ

　　介质密度ρ与测量点处工作压力p和温度t有关。查表可知,当孔板设计p=3·5MPa,t=430℃时,工作压力每变化0·1MPa,过热蒸汽约变化3%,工作温度每变化10℃,密度约变化1·8%,因供汽厂供汽压力和温度不恒定,使得计量参数偏离设计值,因此引起的误差不能忽略不计,必须给予相应的压力、温度校正。