蒸汽流量测量的比较与分析

朱 音 郝丽明 魏建财

甘肃银光聚银化工有限公司 甘肃 白银 730900

蒸汽是重要的二次能源，是应用最为广泛的载热介质，通过积极开展蒸汽流量测量，就化工企业管理、贸易、经济效益有密切的关系。目前应用最为广泛的蒸汽流量测量装置包括:节流装置、巴类流量装置、涡街流量装置。不同测量装置应用优势与应用缺陷不同，需要依据实际情况，酌情考虑。

1 蒸汽流量测量技术

目前应用最为广泛的蒸汽流量测量装置包括:节流装置、巴类流量装置、涡街流量装置，详细分析如下。

1.1 节流装置 节流装置本身历史悠久，用量较大。在测量阶段，依据流体流过的节流装置，将压力转换为动能，测试其产生的差压。节流装置划分为标准型与非标准型。标准型节流装置为世界通用，获得了国际计量组织的认可。

1.2 巴类流量装置 巴类流量装置应用的是差压式工作原理，作为一种新型的测量元件，应用的是插入式安装方式。巴类流量装置在实际应用阶段，可保障测量精度，减少压损数值。

1.3 涡街流量装置 涡街流量装置压损较小，且量程范围较大，测量精度较高。在实际测量阶段，不会受到温度、密度、压力等因素的影响，且维护量较小。

2 蒸汽流量测量计比较

2.1 选型对比 标准的节流装置需要流量系数与规范数值符合，满足连续流动、流速稳定、介质稳定、管道长度等要求，才可选用。

巴类流量装置:这类装置得到了广泛的应用，能够测量的介质包括:干燥气体、蒸汽、潮湿气体、液体。在测量阶段不会受到介电常数的影响，适用范围较广，一般应用在大口径管道蒸汽流量测量。

涡街流量装置:若介质流速在0.50 m/s-12.0 m/s以内，则可选用。由于涡街流量装置口径可能与管道口径不同，在选型时需要综合考虑流速范围。若流速较低，则缩小仪表的口径，依据实际情况，合理设置流速，以此保障测量结果的精准性。

2.2 安装对比 节流装置:需要连接差压显示仪，在蒸汽测量阶段，需要借助伴热保温措施，以此应对冬季蒸汽凝结情况。这类装置对安装条件、安装要求较高，对直管段长度有特定要求，一般要求直管段前为20D，直管段后为15D。安装阶段差压显示仪表、引压管线为薄弱环节，稍不注意将会导致故障产生。

巴类流量装置:需要连接差压显示仪，这类装置对直管段长度有特定要求，一般要求直管段前为7D，直管段后为3D。这类装置安装工作量较小，一般应用插入式工作方式，安装时需要进行现场开孔焊接。

涡街装置:这类装置结构简单，可减少安装故障的发生，能够为后期维护奠定基础，安装不需要导压管与三阀组。就实际情况而言，涡街流量装置对管道机械振动较为敏感，不建议应用在强振动场所。这类装置一般要求直管段前为15 D，直管段后为10D，且管径要在300 mm以内。

2.3 成本比较 节流装置:这一装置的孔板结构容易复制，且装置性能可靠，成本较低，即便是不校准实际流速，也可投入使用，测量精准度为中等。

巴类流量装置:减少了压损幅度，就孔板应用相比节流装置要少10.0%，降低了系统的运营成本。这类装置压差较小，对差压变送器的要求较高，进而会增加差压变送器的采购成本。

涡街装置:压损较小，占比节流装置压损数值的1/4，但仪表购置成本较高。

3 实际案例对比

以聚银化工公司为例，对某精馏工段换热器进行蒸汽流量测量，进行计算对比。工况数据:位置点管道压力等级为150#，管道管径为250.0 mm，设备操作温度为151℃，蒸汽操作压力为0.40 MPa，允许压损20.0k Pa，蒸汽流量4000kg/h。

3.1 节流装置 经过计算，整套节流装置采购费与安装费共计2.50万左右，使用10k Pa满刻度压差，正常压差控制在5.0k Pa，允许的最大压损为7.90k Pa，设备开孔直径为0.44。

3.2 巴类流量装置 经过计算，整套节流装置采购与安装费共计4.2万元，使用0.30k Pa满刻度压差，正常压差控制在0.18k Pa，允许的最大压损为0.02k Pa。

3.3 涡街流量装置 由于试验处为非振动管道，可应用涡街流量装置，经过计算整套节流装置采购与安装费共计5.0万元，使用150 mm管径法兰式流量计，允许的最大压损值为2.90k Pa。

通过对比可发现:(1.就压损值而言，节流装置最大、巴类流量装置最小。从运行能耗出发，巴类流量装置的经济性最好，涡街流量装置次之；(2.就差压值而言，节流装置可将压差数值控制在普通工程范围内，巴类流量元件选择的是微小差压测量型变送器；(3.就精度而言，节流装置压差流量要在51.75kg/h以上才可保障精度，巴类流量装置压差要在1500kg/h以上，才可保障精准度，涡街流量装置要在802kg/h以上，才可保障精准度；(4.就采购成本而言，节流装置最佳。

因此，若考虑采购及运行成本，可选择涡街流量装置。若蒸汽管线径口在300 mm以上，选择巴类流量装置。

4 结束语

综上所述，为保障蒸汽流量的合理性，满足生产部门的运营需求，需要合理选择蒸汽流量仪表。在实际选用阶段，设计人员应当依据工况精度要求，综合考虑蒸汽精度与成本、性能等因素，选择最佳的蒸汽仪表。本文探讨的三种装置具备各自的优劣，只有综合考虑工艺、环境等因素，合理选择流量装置，才可保障蒸汽计量数值的精准性。