鋼鐵行業(yè)時耗能大戶,大量燃料在各種爐窖內(nèi)燃燒,還需要助燃空氣,有的屬富氧燃燒,需要吹入氧氣。有的爐子燃燒產(chǎn)生大量的荒煤氣,經(jīng)洗滌除塵等處理后,送到另一些爐窖作燃料。因此,助燃?xì)怏w流量、煤氣流量、煙道氣流量等占了很大比例。這些測量對象流體壓力低、流速低、密度低。管徑大,要準(zhǔn)確測量有一定難度,尤其是煤氣,往往含水量、含塵量較高,有的還含有焦油,有的煤氣管道內(nèi)有排不盡的水,這些都要求儀表有適應(yīng)能力,不能因凝液析出而影響測量,不能因灰塵而發(fā)生故障。
2.2.2 電力行業(yè)中的流量測量特點(diǎn)
(1)與發(fā)電有關(guān)的蒸汽流量測量 此類流量測量的特點(diǎn)是流體溫度高,壓力高,連數(shù)兆瓦的小機(jī)組蒸汽溫度都要達(dá)到420℃以上。盡管經(jīng)常有新型流量計(jì)推出,但多數(shù)原理流量計(jì)承受不了如此嚴(yán)酷的工作條件。目前還是節(jié)流式差壓流量計(jì)穩(wěn)穩(wěn)地占據(jù)著這塊傳統(tǒng)領(lǐng)地。
由于此類測量對象流量變化范圍不大,經(jīng)常是滿載滿發(fā),所以差壓式流量計(jì)范圍度較小地弱點(diǎn)不會帶來實(shí)際影響。
(2)供熱網(wǎng)中地蒸汽流量測量 熱電廠供熱網(wǎng)中所用地流量計(jì),由于流體溫度和壓力均大大降低,所以可以選擇的空間大大擴(kuò)展,但由于沿襲電廠儀表選型的傳統(tǒng),多數(shù)對象仍選用節(jié)流式差壓流量計(jì),部分選用渦街流量計(jì)。
2.2.3 石油和化工行業(yè)中流量測量的特點(diǎn)
①多數(shù)石化和化工企業(yè)有防爆要求,即使被測流體本身不是易燃易爆物質(zhì),但整個區(qū)域?qū)僖兹家妆瑘鏊,因此儀表選型時應(yīng)符合防爆規(guī)程。
2.2.4 石油儲運(yùn)行業(yè)的流量測量特點(diǎn)與要求
石油儲運(yùn)行業(yè)也是流量儀表的一大用戶,每年數(shù)以億噸計(jì)的成品油從油庫經(jīng)計(jì)量后轉(zhuǎn)運(yùn)到加油站或下一級油庫然后再經(jīng)計(jì)量發(fā)送到最終用戶。數(shù)以萬計(jì)的加油站偏布各地,每個加油站都裝有數(shù)量不等的加油機(jī)。
成品油主要油汽油、柴油、煤油、潤滑油、航空汽油等品種。由于接收油品的槽車、槽船或車輛的油箱等都是裝在可移動的設(shè)備上,因此油品經(jīng)流量計(jì)計(jì)量后通過鶴管、撓管之類的柔性管道發(fā)送到接收方。因?yàn)橛推穼僖兹家妆镔|(zhì),安全是人們關(guān)注的首要問題。由于高速流動的油品與管件及管道內(nèi)壁摩擦易產(chǎn)生靜電,因此,管路設(shè)計(jì)中應(yīng)有靜電接地措施,將所產(chǎn)生的靜電電荷導(dǎo)入大地。靜電接地系統(tǒng)還要求與發(fā)油控制系統(tǒng)聯(lián)鎖,一旦靜電接地失靈,立即停止發(fā)油。除此之外,石油儲運(yùn)行業(yè)流量測量還有下面的特點(diǎn)與要求。
①被測介質(zhì)昂貴,對計(jì)量精確度要求高,一般要求達(dá)到±0.5%R。
②除重油、渣油之外的其他成品油都較清潔。發(fā)油時管道中的油品流速較高而且較穩(wěn)定,因此容易得到較高的計(jì)量精確度。
③計(jì)量數(shù)據(jù)用于貿(mào)易結(jié)算,因而要求計(jì)量結(jié)果的顯示供需雙方都便于觀察,從而體現(xiàn)公平和透明。
有些計(jì)量表如加油機(jī),除了顯示發(fā)油總量外,還應(yīng)同時顯示單價和總價。
④流量測量儀表大多與批量控制設(shè)備配合使用,可以按預(yù)先設(shè)定的發(fā)油量進(jìn)行自動控制,如本書第五章所討論的批量控制系統(tǒng)。新型的加油機(jī)還配有讀卡設(shè)備和打印機(jī),以便讀出用戶預(yù)先購買的IC卡中剩余金額,并在此金額即將用完時通知控制系統(tǒng),關(guān)閉閥門。加油完畢自動打印加油報(bào)告。
2.2.5 供水行業(yè)的流量測量特點(diǎn)
水廠從河流、湖泊或水庫抽取原水,需根據(jù)原水計(jì)量結(jié)果向國家支付費(fèi)用。水廠的成品是自來水,自來水的管理和分配網(wǎng)上需大量大口徑流量計(jì)。這些測量對象有下列特點(diǎn)。
①計(jì)量數(shù)據(jù)用于貿(mào)易結(jié)算,測量精確度要求高,按照GB/T 17167的規(guī)定應(yīng)達(dá)到±2.5%R的精確度(見表2.3)。對于大口徑計(jì)量表,有些用戶要求高達(dá)±0.5%R。
②設(shè)置在原水和自來水主管道上的流量計(jì),口徑大,為減少泵送費(fèi)用,要求阻力小。
③對測量范圍度要求高。家庭用戶均為間歇使用,即使是大的企事業(yè)機(jī)構(gòu),日夜之間、不同季節(jié)之間、生產(chǎn)、經(jīng)營、管理或服務(wù)的各個不同階段,耗水量也差異很大。
④環(huán)境惡劣,大口徑管道通常為埋地敷設(shè),因此流量計(jì)大多數(shù)被安裝在儀表井中,稍有不慎就會出現(xiàn)雨水淹沒儀表地事件,所以,流量計(jì)應(yīng)有IP68的環(huán)境防護(hù)能力。
⑤原水潔凈程度較差,壓力不高,在大口徑管道中低速流動的條件下,管壁上易積淤泥,所以儀表設(shè)計(jì)選型應(yīng)考慮淤泥的影響,工程設(shè)計(jì)和安裝時應(yīng)考慮淤泥的清理。
目前的儀表選型意見趨于一致,用于貿(mào)易結(jié)算的大口徑流量計(jì),選用電磁流量計(jì),它能全面滿足上述各項(xiàng)要求,小口徑水流量測量選用旋翼式水表。
2.2.6 天然氣流量測量的特點(diǎn)及其對儀表的要求
天然氣作為一次能源,在世界一次能源結(jié)構(gòu)中的比重逐年上升。發(fā)達(dá)國家一般已達(dá)到30%~40%,因此天然氣貿(mào)易交接計(jì)量所涉及的金額是巨大的,引起國際上的廣泛重視。為了保證天然氣生產(chǎn)及利用企業(yè)的貿(mào)易計(jì)量公正合理,維護(hù)貿(mào)易雙方的正當(dāng)權(quán)益,歐洲最早制訂了EN1776:1998《天然氣測量系統(tǒng)基本要求》。我國在這一標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上也制訂了相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)GB/T18603-2001《天然氣計(jì)量系統(tǒng)技術(shù)要求》。
天然氣計(jì)量系統(tǒng)具有下列主要特點(diǎn)和基本要求。
1. 防爆要求 流體易燃易爆,可能的危險(xiǎn)區(qū)域應(yīng)按GB3836.1進(jìn)行分級,在危險(xiǎn)區(qū)域內(nèi),任何儀表和電器設(shè)備選型和安裝都應(yīng)符合GB3836的規(guī)定。
2. 不中斷供氣要求 為了保證連續(xù)輸氣,不能因計(jì)量儀表維修等中斷供氣,計(jì)量站和計(jì)量回路宜設(shè)置旁通,對于重要的大流量用戶,推薦采用并聯(lián)雙計(jì)量回路。旁通閥和并聯(lián)雙計(jì)量回路上游閥或(下游閥)應(yīng)選擇關(guān)閉性能好、耐用、有檢漏裝置的截?cái)嚅y,避免非計(jì)量流失。
3. 工況的多樣性 天然氣從采集、處理、運(yùn)輸?shù)椒峙涞母鱾環(huán)節(jié)都需要計(jì)量,采集環(huán)節(jié)流體臟污,氣體帶液甚至混有固相。不同的氣井壓力差異大。運(yùn)輸環(huán)節(jié)流體壓力也較高,但分配到最終用戶處,壓力可能將得很低。因此,不同環(huán)節(jié)的流量測量應(yīng)了解清楚流體工況和具體條件,不能一概而論。
4. 不同的準(zhǔn)確度要求 天然氣計(jì)量屬大宗能源計(jì)量,而且流量值越大,涉及到的結(jié)算金額越大。而所配置的計(jì)量儀表的價格與準(zhǔn)確度有關(guān),準(zhǔn)確度越高,價格也越高,計(jì)量值相對較小的計(jì)量系統(tǒng),一般承但不起價格昂貴得多的高準(zhǔn)確度儀表,因此,只能降低要求,但仍應(yīng)達(dá)到有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求。表2.1所列是不同等級的天然氣計(jì)量系統(tǒng)儀器儀表配備指南。表2.2是不同等級的計(jì)量系統(tǒng)配套儀表準(zhǔn)確度要求
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