引言

蒸汽流量計量常用的計量儀表是差壓式節流裝置，其中以標準孔板應用為最多。隨著電子技術的飛速發展，均速管流量計異軍突起。它與各種差壓儀表配套，可用于測量蒸汽、液體、氣體等介質流量，尤其適用于大管道流量測量。

均速管流量計與孔板相比較，最大的特點是安裝維護簡單、壓損低、能耗少、精度穩定、磨損小。隨著均速管流量計在蒸汽計量場合的應用越來越多，計量難點也不斷顯現出來，比如計量的精度如何保證、超大蒸汽管道測量問題，高溫高壓的主蒸汽計量安全問題等。

對德爾塔巴流量計應用中存在的問題進行分析討論，合理給出解決方案，達到優化蒸汽計量管理、節能降耗的目的。選用西安三聯測控SLFS系列德爾塔巴流量計。

1、蒸汽流量的測量精度

西安三聯測控德爾塔巴流量計的基本原理源于皮托管測量流體高低壓的方式。管道內流體流速分布為管道中間快、兩側慢，流速作用在管道直徑上的一組引壓孔中，由動能產生的不同壓力在測量管內形成均壓。平均后的壓力代表了整個管道截面的平均流速。流量傳感器是一種異形截面(見圖1)的中空金屬桿，在傳感器的迎流面和背流面制有測量壓力的引壓孔，通常為2～5對孔，孔的分布位置采用等面積法計算。迎流面的引壓孔測量到的是動壓，背流面測量的是靜壓，可通過動壓與靜壓獲得差壓(ΔP)并計算出蒸汽流量的測量值。

1.1 蒸汽測量的精度需求

實際應用中，依GB17167《用能單位能源計量器具配備和管理通則》中規定，蒸汽計量準確度不得低于2.5級，與蒸汽質量計算相關的溫度、壓力儀表的準確度不低于1.0級。均速管流量計在滿足給定的直管段長度和流量范圍的情況下，測量誤差均不超過±1.0%�，F場實際應用時，由于安裝偏差，管道直徑制造誤差，差壓、溫度、壓力等參數的測量誤差的存在，實際使用精度會下降0.5%～1.0%。

均速管流量計屬于節流元件，是一種結構尺寸決定測量精度的流量傳感器。根據JJG-640差壓式流量計檢定規程，檢定分為幾何檢驗法(干式標定)和系數標定法(又稱濕標定)兩種。探桿的截面形狀及引壓孔開孔位置的加工精度符合設計要求，均速管流量計的精度即獲得了保證(±1.0%)。

系數標定法是將被檢驗流量計安裝在水流量標準裝置上，對照標準量確定流量計精度的方法。一般只有在計量交割的場合或出現計量糾紛時才被采用。

1.2 流量計應用精度的保證

1.2.1 重要安裝事項

(1)直管段問題。安裝前必須選擇滿足流量計需要的直管段長度，西安三聯測控德爾塔巴流量計要求前5ID(ID為管道內徑)后3ID的直管段。一般來說，精度指標一樣的流量計，對直管段要求短的精度特性好于直管段要求長的。直管段要求是保證流量計精度的基礎，必須優先滿足。

(2)冷凝器配置問題。蒸汽流量計必須配置冷凝器，對于分體式配裝的冷凝器要特別注意兩個冷凝罐中冷凝液面的等高安裝，其偏差應在±2mm以內，以免帶來附加的測量誤差。

1.2.2 溫壓補償

在蒸汽計量過程中，密度是影響測量精度的關鍵參數。飽和蒸汽的密度補償可以單獨通過測量壓力或者溫度進行；過熱蒸汽的密度與壓力、溫度同時相關，其密度補償須同時獲取壓力和溫度參數。

流量計算公式：

式中，qm為質量流量，kg/s；ζ為探頭阻斷系數(Zeta值)；ε為膨脹系數；d為管道內徑，m；dp為工況差壓，Pa；ρB為工況密度，kg/m3。

溫壓補償是在被測蒸汽的運行溫度、壓力偏離設計值時采取的密度修正措施，并通過DCS系統自動進行。修正可以采用查表法和計算法，查表法是在兩個數據之間使用插值運算，與計算法相比會引起比較大的誤差，因此通常采用計算法進行補償運算。

運行條件下的介質密度修正公式：

公式中下標D表示設計參數，下標B表示運行參數。將計算得到的ρB帶入流量計算公式，即可以得到補償后的流量值。使用該公式時應特別注意溫度及壓力是絕對壓力和絕對溫度，如果使用工況下的溫度和壓力將導致很大的計算偏差。

實際應用中常采用簡化的計算方法進行溫壓補償運算，公式為：

式中，qmD為設計條件時的質量流量；dPB為運行條件時的差壓值；dPD為設計條件時的差壓值。

1.2.3 現場流量計的精度確認

在無法送檢的情況下，通常采用與已知工藝狀態下的流量進行比較修正，如：主蒸汽流量可以通過主給水的流量推算蒸汽流量；工藝過程流量可以通過下游用汽設備耗汽經驗值對比精度偏差。

2、超大口徑蒸汽計量

隨著熱電系統以大代小和新建20萬及以上機組的建設應用，供熱系統的換熱蒸汽管道也越來越大，從過去的DN100～300增大至DN500～2000。大管徑蒸汽測量采用傳統的差壓儀表存在安裝難度大、費用高問題，并且標準節流型元件壓損大，長期運行能耗高，使得大管徑蒸汽計量成為一個難題。大口徑蒸汽測量的最大難點就是探桿的強度問題，西安三聯測控德爾塔巴流量計有S1\S2\S3三種不同強度、不同規格傳感器，用以適應不同的管道直徑和強度需要。

3、高溫高壓主蒸汽流量測量

高溫高壓是蒸汽計量的又一難點，大多數流量儀表難以適應，可供高溫高壓蒸汽計量的儀表種類非常有限。例如，大型熱電廠輸送的過熱蒸汽，其溫度高達500℃以上，壓力也會高于8MPa。西安三聯測控德爾塔巴流量計針對該問題的解決方案：

(1)采用特殊的材料制造探頭。對溫度低于450℃的蒸汽介質選用316L不銹鋼；測量500℃以上高溫蒸汽時則采用2520材料，可測量500～650℃的新鮮蒸汽。

(2)采用實心材料超深孔加工出探桿，確保探頭的抗沖擊強度.

4、高寒地區蒸汽計量

冬季高寒時，未伴熱凍結引壓管或伴熱溫度過高、伴熱不均等情況，會導致蒸汽測量不準甚至無法測量的故障占比很高，嚴重影響了蒸汽的準確測量和計量管理。

為此，廠家設計了一款新穎的防凍型蒸汽流量計，結構見圖3，該結構采用了冷凝器與隔離器相結合的方式；用防凍液替代冷凝液來傳遞差壓信號，避免了蒸汽冷凝液容易凍結的弊端，達到了既防凍又準確計量的目的，滿足了高寒地區的蒸汽測量需求。

防凍型蒸汽流量計的使用與維護：

(1)首次使用時，應將冷凝罐和引壓通道及差壓變送器的工作腔室充滿防凍液，并注意消除防凍液里夾雜的氣泡。

(2)被選用的防凍液冰點應低于當地(或使用環境)最低氣溫5～10℃，以免防凍液失效。

(3)不同型號的防凍液不能混用，以免引起化學反應，生成沉淀或氣泡，影響使用效果。

(4)應定期更換防凍液，更換時應注意將冷凝系統沖洗干凈，然后再加入新的防凍液。