安装

蒸汽流量计的系统设计、安装和维护注意事项,包括过滤器、分离器和整流器的使用,以及管道布置。包含一份有助于为应用选择正确类型流量计的实用清单。

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制造商应始终随产品提供安装数据,这将规定具体要求,例如流量计上下游应提供的无障碍直管段最小长度。通常流量计供应商能够提供建议并传达其特定流量计的安装要求。 统计数据表明,超过三分之一的流量计问题是由于安装不当造成的。任何蒸汽流量计,无论其设计多么优良、制造多么精密,如果安装和蒸汽系统布置不加注意,都无法正常工作。 蒸汽质量 干燥蒸汽 在计量点处,蒸汽应始终以尽可能干燥的状态供应。

模块 4.4 已经证明,湿蒸汽会导致不准确,并可能对某些类型的流量计造成物理损坏。

干燥湿蒸汽的一种简单而有效的方法是在流量计上游安装分离器。

夹带的水分冲击挡板,大液滴落到底部,并通过适当选型和选定的蒸汽疏水阀组排出。独立测试表明,使用高效分离器(如图 4.5.1 所示)可以在广泛的流量范围内实现 99% 的干燥度。

分离器还有一个重要好处:水锤冲击任何蒸汽流量计都会造成严重的机械损坏。在蒸汽流量计前安装分离器可将水锤冲击压力降低高达 90%,为任何昂贵的流量计量设备提供相当大的保护。

分离器及其排水疏水阀确保流量计前方的有效冷凝水排除。

但是,蒸汽主管上升到较高位置的任何低点也应有足够尺寸和正确选型的排水疏水阀点。

此外,通过在蒸汽管线上安装排气阀来确保去除空气和其他不凝性气体也是值得的。

图 4.5.1 所示的分离器有一个顶部接口,适用于自动排气阀,有助于在流量计量站前去除不凝性气体。图 4.5.2 说明了蒸汽主管末端的组合式排水疏水阀和排气站。 清洁蒸汽 应在流量计前方安装管道过滤器(图 4.5.3)。这将去除较大的水垢碎片、切屑或其他管道碎屑,否则会损坏一次装置。内部过滤装置应定期清洁,特别是在新安装初始启动期间。

与任何蒸汽管道过滤器一样,过滤器应水平安装,以避免冷凝水积聚从而减少过滤面积(图 4.5.4)。 维护 应考虑在流量计两侧安装阀门用于隔离,因为检查、维护甚至”拆卸校准”有时是必要的。此类阀门应为全开或全关型,对流量阻力最小,如全通径球阀。此外,带阀门的旁路或在流量计从管道中拆卸时充当临时替代品的连接件,将解决维护过程中中断蒸汽供应的问题。管道和流量计都必须有足够的支撑和正确对齐,并在流量计前方的最后一个排水点处有轻微的下坡。管道还应正确有效地保温,以尽量减少辐射损失和进一步冷凝。 安装建议


  1. 确保所有管道都有足够的支撑和正确对齐。——这将防止停机期间积水和”启动”时可能出现的问题。
  2. 根据容量而非管道尺寸选择流量计尺寸。——在需要缩小管道尺寸的地方,使用偏心异径接头。
  3. 注意观察正确的流向。——流量计本体上的箭头应标示此方向。
  4. 建议在传感器下游安装止回阀。——这将避免反向流动可能造成的损坏。
  5. 不要将流量计紧接在减压阀下游连接。——这一建议特别适用于具有窄比例带的先导式自作用压力控制器;这些控制器可能导致压力振荡,从而引起不准确和/或一次装置的可能损坏。 作为一般规则,自作用压力控制器应至少在流量计上游 10 个管径处,最好是 25 个管径处。
  6. 不要将流量计安装在部分开启的截止阀下游。——这可能导致旋流,从而引起不准确。
  7. 分离器应始终安装在流量计上游。——这将去除蒸汽中夹带的水分。精确的蒸汽流量计量需要干燥蒸汽。它还将提供一定程度的水锤冲击保护。 分离器应使用浮球热静力型蒸汽疏水阀进行排水。
  8. 必须安装带有 100 目不锈钢滤网的全管径过滤器。——这将防止污垢和水垢到达传感器。这在旧的或脏的系统中尤其建议,因为存在污垢或腐蚀。
  9. 确保垫片面不会突出到管道内。
  10. 可以在流量计上游安装波纹管密封截止阀。
  11. 必须在流量计上下游提供推荐长度的清洁、无障碍直管段。 X + Y 称为”流量计运行段”(图 4.5.5)。 在流量计上下游留出足够长度的清洁、无障碍管道的问题最为重要。这是为了防止旋流的风险,旋流可由弯头和部分开启的阀门产生。 某些类型的流量计比其他类型更容易受到旋流的影响。一些制造商建议使用整流器来消除旋流(图 4.5.6)。然而,最好尽一切可能通过提供足够的流量计运行段来防止旋流风险,因为蒸汽系统中的整流器可能会夹带表面水。甚至可能更优选选择受旋流影响较小的蒸汽流量计。 流量计的正确选型也很重要,大多数制造商将推荐每种尺寸流量计的最大和最小流量。

如果要使用的流量计小于其安装的管道,应使用偏心异径管(图 4.5.7)来实现管道尺寸的缩小。这将防止在低点处积聚冷凝水——如果使用同心异径管则会产生此结果。缩小管道尺寸应在最靠近流量计的位置实现,同时保持所需的流量计运行段。

系统设计考虑 采用结构化方法进行蒸汽流量计量将有助于确保:

  • 实现设计目标。
  • 设计中没有遗漏的要素。
  • 效益最大化。
  • 财务支出最小化。 这种方法有两个主要要素:
  1. 考虑现有的蒸汽供应系统 规划者应确定未来可能影响蒸汽流量计安装的工厂或工艺变化,并应考虑流量计的安装是否可能成为此类变化的催化剂。对系统的改动可能包括封闭废弃的蒸汽主管段、重新布置管道或整体改善管道布局和/或保温状况。
  2. 确定安装蒸汽流量计量的目的 通常,以下一项或多项设计标准将被明确定义:
  • 为核算目的提供信息,例如部门成本分摊。
  • 便于计量交接,例如中央站向一系列客户出售蒸汽。
  • 便于监测与目标管理(M and T)政策并观察趋势。
  • 确定和监测能源利用和效率。 上述每项标准对蒸汽流量计量系统的设计施加了不同的限制。 如果流量计量用于核算或计量交接,则需要安装足够数量的流量计,以便将消耗量分配给每个成本中心。此外,如果出售的产品是能源而非蒸汽,还必须在冷凝水回水管线上安装流量计,因为这种热水具有热值。对于这两种应用,将需要最高可能标准的流量计量,特别是在精度、量程比和重复性方面。

系统可能还需要校验流量计量,以便能够证明消耗量的正确性。应注意的是,对任何监测系统的信心一旦丧失,就很难恢复。系统还应包括测量供应蒸汽到特定位置所产生的系统损失。这意味着流量计的位置应尽可能靠近锅炉房。

在 M and T 应用和能源效率确定中,重要的流量计量标准是重复性。用户将对消耗趋势而非绝对值更感兴趣。

确定流量计布置

一旦确定了系统布置,以及精确测量系统/工厂能源消耗所需的数据,就可以考虑所需流量计的数量和位置。这需要从整体上考虑场地,包括来自锅炉房的蒸汽主管。

图 4.5.8 显示了同一系统的四种可能布置。

图 4.5.8 所示的四个图示说明了多个蒸汽流量计的连接方式如何影响最终获得的结果,并最终影响数据分析。 蒸汽流量计的规格要求 选择蒸汽流量计时需要考虑的一些因素包括: 性能

  • ****精度。
  • 重复性。
  • 量程比。
  • 压降。
  • 显示单元功能。 维护
  • 可靠性。
  • 校准需求。
  • 备件需求或服务交换方案。
  • 维护便捷性。 成本
  • 流量计成本。
  • 配套仪表成本。
  • 安装成本。
  • 全生命周期成本。 其他因素
  • 制造商的声誉。
  • 制造商提供的支持。
  • 初始校准要求。
  • 密度补偿。
  • 接口能力。
  • 配套设备的可用性。
  • 提供的文献和信息质量。 以上要点应综合考虑。例如,仅根据精度选择流量计可能是一个错误,因为精度与可靠性之间通常存在平衡。

最精确的流量计往往是最精密的,在使用蒸汽时可能会严重受损。更明智的方法是寻找合理的精度、良好的重复性以及经过蒸汽验证的可靠性。 有助于选择蒸汽流量计的实用清单

以下内容旨在帮助选择蒸汽流量计,提供一份实用的检查清单和需要提出的问题提示:

  • 应用是什么?(锅炉房流量计、部门流量计或工厂流量计。)
  • 管道尺寸和配置是什么?
  • 蒸汽压力和温度是多少?
  • 流量计量的目的是什么?(成本分摊、工厂效率检查、节能方案监测。)
  • 需要流量计显示什么?(流量、总量、质量或体积。)
  • 是否需要测量最大、最小和/或平均流量?
  • 需要什么样的精度、重复性和量程比?
  • 购买预算允许多少?
  • 其中有多少分配给安装成本和辅助设备成本?
  • 谁来安装流量计?
  • 谁来调试流量计?
  • 谁来维护流量计?
  • 是否需要将流量计与任何本地记录仪或中央能源管理系统连接?
  • 物理尺寸是否有限制?
  • 流量计是否为蒸汽运行设计?
  • 是否需要任何其他功能,例如远程报警或定时器? 完成此评估后,需要按照图 4.5.9 中的步骤进行最终选择。