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關於熱電廠蒸汽（qì）測量氫氣流量（liàng）計應用實例探討
點擊次數：2987 發布時間：2021-01-08 05:42:02
一、氫氣流量計是一種（zhǒng）基於利用流體自然振蕩的原理製成的分離型流量計， 氫氣流量計是一種速度式流量計（jì），在石油、電力、化工等領（lǐng）域（yù）得到廣泛應用。當流體以（yǐ）足夠大（dà）的速度經過管（guǎn）道中的（de）旋渦發生體時在兩側交替地產生有（yǒu）規則的旋渦,這種旋渦稱為卡曼渦街, 為了得到這種渦街，就必須對於管道中的流場（chǎng）有較高的要求，才能達到準確測量的標準。如何用好（hǎo）氫氣流量（liàng）計（jì）一直（zhí）是許多用戶非常關心的問題。本文通過介紹了氫氣流量計的工作原理（lǐ）及特點,結合在熱電廠蒸汽測量中長期使用的經驗,介紹氫氣流量計選型及安（ān）裝使用過程中必須注意（yì）的一些（xiē）問題。
二、氫氣流量計在我廠的使用情況
氫氣流量計在我廠已有十幾年的使用曆史。由於具有結構簡單、測量範圍（wéi）寬、安裝方便、日常維護費用低等優點,氫氣流量計的用戶中數量已從*初十幾戶發展到（dào）現在四十幾戶。熱（rè）用戶流量表型號的統一也有利於電廠人員（yuán）日常維護及管理。隨著電子技術的發展,流量計由*初的分體式發展到現在的一體化智（zhì）能（néng）式。而日常巡視（shì）製度（dù）的完（wán）善、儀表檢測手段的提升、遠程抄表係（xì）統的建（jiàn）立也為氫（qīng）氣流量（liàng）計（jì）的正常運（yùn）行提供了有力保障。
三（sān）、氫氣流量計的（de）選型
在熱網（wǎng）中,各類用戶的生產方式差（chà）異很（hěn）大,有的（de）用戶連續（xù）生產（chǎn）,終年熱負荷都很（hěn）穩定;有的用戶負荷隨季節（jiē）變化較明（míng）顯,如以采暖設備為（wéi）主要負荷的（de）用戶,夏季流量與冬季（jì）流量相差較（jiào）大;而另一類（lèi）用戶,僅單班生產,多數時間熱負荷為零。但總的來說,範圍度是這種用途的儀表須考慮的重要問題。在熱網的測量（liàng）應用中（zhōng）,一般主要考慮測量飽和蒸汽的流量不得低於氫氣流（liú）量計（jì）的下限,以滿足流體流（liú）速不得低於5m/s。用戶端的管道一般在設計上可供幾個設備同（tóng）時使用,但有（yǒu）時（shí）候由於生產需要（yào）部（bù）分設備（bèi）不使（shǐ）用,使用汽流量減小,實際（jì）造成（chéng）原設計選型口徑過大,相當於提（tí）高了可測的流量下限,當（dāng）管道小流量（liàng）時指示無法（fǎ）保證儀表的精度。因此（cǐ）,要盡（jìn）量采用小（xiǎo）點的口徑,以保證測量精度。
氫氣流量計的選（xuǎn）型是用好流量計的關鍵環節。有些場所（suǒ）由於工藝由（yóu）於管道沒有充滿（mǎn）介質（zhì）,而用戶不願意縮管,甚至超出了所（suǒ）選流量計的使（shǐ）用範圍而無法測量。因此流量計選型時（shí）應先初步估算,結合溫度和壓力再計算（suàn）出流量範圍,按照流（liú）量範圍再選擇流量計的口徑,避免處於測量的下限而導（dǎo）致測量精度的大大降（jiàng）低。氫氣流量計的儀表口徑（jìng）及規格要遵循（xún）以下原則進行選擇:
(1)明確流體的名稱、成分。(2)明確（què）工作狀態的*大、常用、*小流量。(3)明確*高、常用、*低工作壓力和工作溫度。(4)工作狀態下介質的黏度。(5)根據被測流體狀（zhuàng）態的不同(液體、氣體、蒸汽)進（jìn）行儀表流量範圍、口徑大小的計（jì）算與選擇。
四、氫氣（qì）流量計的安裝
氫氣流量計的安裝也（yě）是使用中的重要環節,如果安裝不當,不（bú）僅影響測量的精（jīng）度,而且會影響儀表的壽命,甚至損壞儀表。氫（qīng）氣流量（liàng）計的安裝一（yī）般遵守以下要求:
(1)安裝場所和環（huán）境的選擇:要避開大功率電器、高頻設備及（jí）高（gāo）壓線及強電源開關設備;周圍不（bú）能有高（gāo）溫高（gāo）輻射設備,電源（yuán）應不能和大（dà）電機同路且應有可靠接地;避開強烈震動場所。
(2)流量計前（qián）有彎頭、口（kǒu）徑變管、閥門時,流量計的上下遊必須有夠（gòu）的直管段,其長度要求如圖（tú）3所示。
(3)在水（shuǐ）平管道上,若被測氣體中含有少量的液體,傳感器應安裝在（zài）管線的較高處;相反（fǎn）,則傳感器應安裝在管線的較（jiào）低處（chù）。
(4)在垂直管道上,若被測氣體中含有少量的液體,傳感器的流向應由下向上;相反,傳感器的流向應該（gāi）由上往下,這樣不會將液體重量額外附加在探頭上。
(5)測量過熱蒸汽（qì）,飽和蒸汽和低溫液體時,若（ruò）條件允許*好（hǎo）采用側裝,這樣流體的溫度對放大器（qì）的影響較小。
(6)當需要在傳感器附近測量壓力和溫度時,測（cè）壓點應在傳感器下遊的（de）3-5D處,測溫點應在傳感器下遊的6-8D處。
五（wǔ）、氫氣（qì）流量計使用中應注意的幾個問題
5.1 震動和幹擾
氫氣流量（liàng）計是一種基於震動原（yuán）理的儀表,對機械震（zhèn）動、流體流動的震動特別敏感,因此應避免安裝在強烈振動的管道上,以免影響測量精度,特別是管（guǎn）道的橫向振動會導致管（guǎn）道內的流體隨之振動,從而使儀表（biǎo）產生附加（jiā）誤差（chà）。振動幅度大於0.2g應安裝減（jiǎn）振支架。
空間高頻率電磁幹擾通過信（xìn）號線和電源線的分布電容耦合（hé）到儀表的輸入端,對氫（qīng）氣流量計信號構成（chéng）幹擾,消除這種幹擾的影響主要通過增加金屬防（fáng）護罩（zhào）解決（jué）。而低（dī）頻電磁幹擾,特別是民用電源(AC220V,50Hz)是主要的幹擾源,這種幹擾與儀表信號線（xiàn）的敷設、安裝位置、安裝方式、工作環（huán）境、接地環境及方式有很（hěn）大關係（xì）。電源的幹擾降低流量（liàng）測量效果,使輸（shū）出信號誤差增大。其檢查方法（fǎ）可以通過公式:f=q*K計算出結果,若f=50,則可以判定儀表受到（dào）電源幹擾。避免電源（yuán）幹擾,主要通過合理選擇安裝地點,增加信號線與電（diàn）源線之（zhī）間的間隔,流量計信（xìn）號采用單獨接地等措施解（jiě）決（jué）。
5.2 防雷、防雨
防雷（léi）、防雨在氫氣流量計的使用中是一項比較重要的工作,主要因為:儀表及儀表箱通常安裝在室外,風吹雨淋,容易被鏽蝕氧化,使接地效（xiào）果越來越差;高空架設的電線也（yě）是雷（léi）擊的對象,GPRS無線抄表係（xì）統中的遠傳通信特別容易（yì）受到雷擊（jī）波的衝擊引起儀表損壞;雷電（diàn）對（duì）氫氣流量計的損壞主要通過以下方（fāng）式:1、雷（léi）電經（jīng）過電源（yuán）部分侵入燒壞儀表（biǎo）。2、雷電產生的同時伴隨強大磁場儀表電子元件產生磁感應,瞬間生成強電壓和電流,擊穿絕緣燒壞（huài）儀表。
5.3 雷電脈衝波經過無線（xiàn）網絡（luò）侵入流量儀燒壞通訊芯片或儀（yí）表
基於以（yǐ）上原因,安裝在室外的流量計必須加裝防（fáng）雨罩,以免流量變送器（qì）進（jìn）水,損壞電子元件。
通常采用的防（fáng）雷方案:(1)外部防（fáng）雷:包（bāo）括避雷針、避雷帶、引下線、接地*等等。(2)內部防雷:在需要保護設備的前端安裝合適的防雷器,使設備、線路與大地形（xíng）成一個（gè）有條件的等電（diàn）位體。
5.4 參數設置
雖（suī）然氫氣流量計的主要參數在出廠時已設置好,但使用中有時必須（xū）根（gēn）據現場實際情況進行相應的調整。其（qí）重要參數的正確性是儀（yí）表精度的保證。
(1)儀表係數:是氫氣流量計中一個核心參數,它隻與儀表的尺寸及漩渦發（fā）生體的形狀有關。雖然使用一段（duàn）時間後有微笑變化（huà）,但除非經（jīng）過質量監督部（bù）門校（xiào）驗,一般不允許修（xiū）改。
(2)小信號切除（chú）:一般工業用戶管道都（dōu）會有一定（dìng）的振（zhèn）動（dòng）,因此會產（chǎn）生（shēng）假的流量信號,特別停汽狀態下,會（huì）對氫氣流量計計量產生較大影響,而小信號切除功能正好可以去掉假的（de）流量（liàng）信（xìn）號,避免產生結算（suàn）誤差。
(3)儀表不靈敏區:該參數用來（lái）檢出有用信號,克（kè）服無用（yòng）噪聲。在用戶設（shè）置好係（xì）統增益參數後,再根據信號強度來設置係統閾值。一般情況下,係統（tǒng）閾值數設為信號（hào）強度*低值的1/3～1/4。
六、結語
氫氣流量計以（yǐ）其獨特的優點在熱網蒸汽計量中廣泛（fàn）應用（yòng）,但其安裝、使用條件比（bǐ）較（jiào）複雜。隨著電（diàn）子技術的不（bú）斷發展,氫氣流量（liàng）計的性能必將得到更大的提（tí）升,比能更好地滿足各類用戶的需求。
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二、氫氣流量計在我廠的使用情況
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三（sān）、氫氣流量計的（de）選型
在熱網（wǎng）中,各類用戶的生產方式差（chà）異很（hěn）大,有的（de）用戶連續（xù）生產（chǎn）,終年熱負荷都很（hěn）穩定;有的用戶負荷隨季節（jiē）變化較明（míng）顯,如以采暖設備為（wéi）主要負荷的（de）用戶,夏季流量與冬季（jì）流量相差較（jiào）大;而另一類（lèi）用戶,僅單班生產,多數時間熱負荷為零。但總的來說,範圍度是這種用途的儀表須考慮的重要問題。在熱網的測量（liàng）應用中（zhōng）,一般主要考慮測量飽和蒸汽的流量不得低於氫氣流（liú）量計（jì）的下限,以滿足流體流（liú）速不得低於5m/s。用戶端的管道一般在設計上可供幾個設備同（tóng）時使用,但有（yǒu）時（shí）候由於生產需要（yào）部（bù）分設備（bèi）不使（shǐ）用,使用汽流量減小,實際（jì）造成（chéng）原設計選型口徑過大,相當於提（tí）高了可測的流量下限,當（dāng）管道小流量（liàng）時指示無法（fǎ）保證儀表的精度。因此（cǐ）,要盡（jìn）量采用小（xiǎo）點的口徑,以保證測量精度。
氫氣流量計的選（xuǎn）型是用好流量計的關鍵環節。有些場所（suǒ）由於工藝由（yóu）於管道沒有充滿（mǎn）介質（zhì）,而用戶不願意縮管,甚至超出了所（suǒ）選流量計的使（shǐ）用範圍而無法測量。因此流量計選型時（shí）應先初步估算,結合溫度和壓力再計算（suàn）出流量範圍,按照流（liú）量範圍再選擇流量計的口徑,避免處於測量的下限而導（dǎo）致測量精度的大大降（jiàng）低。氫氣流量計的儀表口徑（jìng）及規格要遵循（xún）以下原則進行選擇:
(1)明確流體的名稱、成分。(2)明確（què）工作狀態的*大、常用、*小流量。(3)明確*高、常用、*低工作壓力和工作溫度。(4)工作狀態下介質的黏度。(5)根據被測流體狀（zhuàng）態的不同(液體、氣體、蒸汽)進（jìn）行儀表流量範圍、口徑大小的計（jì）算與選擇。
四、氫氣（qì）流量計的安裝
氫氣流量計的安裝也（yě）是使用中的重要環節,如果安裝不當,不（bú）僅影響測量的精（jīng）度,而且會影響儀表的壽命,甚至損壞儀表。氫（qīng）氣流量（liàng）計的安裝一（yī）般遵守以下要求:
(1)安裝場所和環（huán）境的選擇:要避開大功率電器、高頻設備及（jí）高（gāo）壓線及強電源開關設備;周圍不（bú）能有高（gāo）溫高（gāo）輻射設備,電源（yuán）應不能和大（dà）電機同路且應有可靠接地;避開強烈震動場所。
(2)流量計前（qián）有彎頭、口（kǒu）徑變管、閥門時,流量計的上下遊必須有夠（gòu）的直管段,其長度要求如圖（tú）3所示。
(3)在水（shuǐ）平管道上,若被測氣體中含有少量的液體,傳感器應安裝在（zài）管線的較高處;相反（fǎn）,則傳感器應安裝在管線的較（jiào）低處（chù）。
(4)在垂直管道上,若被測氣體中含有少量的液體,傳感器的流向應由下向上;相反,傳感器的流向應該（gāi）由上往下,這樣不會將液體重量額外附加在探頭上。
(5)測量過熱蒸汽（qì）,飽和蒸汽和低溫液體時,若（ruò）條件允許*好（hǎo）采用側裝,這樣流體的溫度對放大器（qì）的影響較小。
(6)當需要在傳感器附近測量壓力和溫度時,測（cè）壓點應在傳感器下遊的（de）3-5D處,測溫點應在傳感器下遊的6-8D處。
五（wǔ）、氫氣（qì）流量計使用中應注意的幾個問題
5.1 震動和幹擾
氫氣流量（liàng）計是一種基於震動原（yuán）理的儀表,對機械震（zhèn）動、流體流動的震動特別敏感,因此應避免安裝在強烈振動的管道上,以免影響測量精度,特別是管（guǎn）道的橫向振動會導致管（guǎn）道內的流體隨之振動,從而使儀表（biǎo）產生附加（jiā）誤差（chà）。振動幅度大於0.2g應安裝減（jiǎn）振支架。
空間高頻率電磁幹擾通過信（xìn）號線和電源線的分布電容耦合（hé）到儀表的輸入端,對氫（qīng）氣流量計信號構成（chéng）幹擾,消除這種幹擾的影響主要通過增加金屬防（fáng）護罩（zhào）解決（jué）。而低（dī）頻電磁幹擾,特別是民用電源(AC220V,50Hz)是主要的幹擾源,這種幹擾與儀表信號線（xiàn）的敷設、安裝位置、安裝方式、工作環（huán）境、接地環境及方式有很（hěn）大關係（xì）。電源的幹擾降低流量（liàng）測量效果,使輸（shū）出信號誤差增大。其檢查方法（fǎ）可以通過公式:f=q*K計算出結果,若f=50,則可以判定儀表受到（dào）電源幹擾。避免電源（yuán）幹擾,主要通過合理選擇安裝地點,增加信號線與電（diàn）源線之（zhī）間的間隔,流量計信（xìn）號采用單獨接地等措施解（jiě）決（jué）。
5.2 防雷、防雨
防雷（léi）、防雨在氫氣流量計的使用中是一項比較重要的工作,主要因為:儀表及儀表箱通常安裝在室外,風吹雨淋,容易被鏽蝕氧化,使接地效（xiào）果越來越差;高空架設的電線也（yě）是雷（léi）擊的對象,GPRS無線抄表係（xì）統中的遠傳通信特別容易（yì）受到雷擊（jī）波的衝擊引起儀表損壞;雷電（diàn）對（duì）氫氣流量計的損壞主要通過以下方（fāng）式:1、雷（léi）電經（jīng）過電源（yuán）部分侵入燒壞儀表（biǎo）。2、雷電產生的同時伴隨強大磁場儀表電子元件產生磁感應,瞬間生成強電壓和電流,擊穿絕緣燒壞（huài）儀表。
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基於以（yǐ）上原因,安裝在室外的流量計必須加裝防（fáng）雨罩,以免流量變送器（qì）進（jìn）水,損壞電子元件。
通常采用的防（fáng）雷方案:(1)外部防（fáng）雷:包（bāo）括避雷針、避雷帶、引下線、接地*等等。(2)內部防雷:在需要保護設備的前端安裝合適的防雷器,使設備、線路與大地形（xíng）成一個（gè）有條件的等電（diàn）位體。
5.4 參數設置
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(1)儀表係數:是氫氣流量計中一個核心參數,它隻與儀表的尺寸及漩渦發（fā）生體的形狀有關。雖然使用一段（duàn）時間後有微笑變化（huà）,但除非經（jīng）過質量監督部（bù）門校（xiào）驗,一般不允許修（xiū）改。
(2)小信號切除（chú）:一般工業用戶管道都（dōu）會有一定（dìng）的振（zhèn）動（dòng）,因此會產（chǎn）生（shēng）假的流量信號,特別停汽狀態下,會（huì）對氫氣流量計計量產生較大影響,而小信號切除功能正好可以去掉假的（de）流量（liàng）信（xìn）號,避免產生結算（suàn）誤差。
(3)儀表不靈敏區:該參數用來（lái）檢出有用信號,克（kè）服無用（yòng）噪聲。在用戶設（shè）置好係（xì）統增益參數後,再根據信號強度來設置係統閾值。一般情況下,係統（tǒng）閾值數設為信號（hào）強度*低值的1/3～1/4。
六、結語
氫氣流量計以（yǐ）其獨特的優點在熱網蒸汽計量中廣泛（fàn）應用（yòng）,但其安裝、使用條件比（bǐ）較（jiào）複雜。隨著電（diàn）子技術的不（bú）斷發展,氫氣流量（liàng）計的性能必將得到更大的提（tí）升,比能更好地滿足各類用戶的需求。
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