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蒸汽流量计的选用与节能
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蒸汽流量计的选用与节能：
没有准确的计量就无法进行精确的管理，是有效管理的基础与依据。通常比较容易对水、电安装计量表，但是由于蒸汽的温度、压力、干燥度都会随着输送过程不断变化，蒸汽计量往往很难非常准确，技术原因造成了我们忽视了蒸汽的计量。实际上不论在医院还是工厂等其他广泛使用蒸汽的地方，蒸汽的浪费比水、电更为严重。随着计量科学的发展和管理者节能意识的增强，蒸汽计量越来越受到重视。
蒸汽计量的好处是：
（1）当蒸汽消耗异常时可以迅速查找原因，减少损失，为技术改进提供准确依据；
（2）可以监控所有用汽设备的效率，为预防性保养提供依据，从而保障生产的正常进行；
（3）流量计本身无法节能，但在准确计量数据的基础上做的改进管理可以有效节能5%～20%。
1 实例讲解如何选择蒸汽流量计
四川大学华西医院现有4 台10t/h 燃气、燃油的锅炉，年产蒸汽5.24万t，消耗天然气512万m3，天然气费用880 万元，蒸汽的计量管理和节能降耗工作，得到了医院领导的高度重视。
蒸汽在医院主要用于消毒、制剂、中央空调、中央厨房、洗浆等，用汽负荷的变化都非常大。举例来说，医院卫生热水的用汽单元主管道为DN100，蒸汽压力为10bar，按流速25m/s 计算，最大流量可达3825kg/h。但实际上，整个用汽单元有时只开一台设备，最小用汽量约为100kg/h。因此实际需要的流量计量程比就是3825 ÷ 100 ＝38:1。
标准孔板式蒸汽流量计量程比一般在4:1，显然不能满足要求。
涡街式流量计的量程比最大可达40:1，初看可以满足要求。但涡街式流量计是通过测量流体经过旋涡发生体时产生的旋涡数量来测量流体的速度。当流体的流速低于下限（一般在2m/s）时，就没有旋涡产生。因此蒸汽最大流速在25m/s 时，其实际量程比只有25/2＝12.5:1，也不能满足要求。
通过分析和比较，我们选择了量程比高达100:1的弹簧负载Gilflo变面积式流量计，该类流量计输出的差压信号与被测流量之间有线性关系，所以也称线性孔板差压流量计。
2 Gilflo变面积式流量计简介
2.1 工作原理
参照图1，当流体流过Gilflo流量计时，中心定位的锥体推动负载弹簧轴向移动，引起环行面积的变化，环行面积变化使输出信号（差压）与流量成线性关系，大大地扩大了其量程比。差压变送器测量该差压，并将其转换为4～20mA 信号输出至流量计算机。通过流量计算机的处理和计算，显示流体的瞬时流量、总流量、温度和压力等信息。
GIlflo流量计具有下列特点：
（1）量程比大。典型的Giflo 差压式流量计可测范围为1%FS～100%FS，对于流量变化大的测量对象，一台流量计就可解决。
（2）线性差压输出，精确度高。由于逐台经过水标定，并进行多项补偿，且差压信号与流量成线性关系， 被测流量相对于满量程流量较小时，差压信号幅值也较大，有利于提高测量精确度，实际的精确度可达± 1%。
（3）直管段要求低。由于孔板的变面积设计，使其成为在高雷诺数条件下工作的测量机构，可在紧靠弯管、三通下游的部位进行测量（典型的安装要求为上游直管段≥6倍管径，下游直管段≥3 倍管径）。
（4）耐振性好。在振动较大的恶劣场所，涡街流量计容易出现“无中生有”和读数偏高问题。Gilfo线性孔板耐振性要比涡街流量计优越。
2.3 注意的问题
由于蒸汽的温度、压力、干燥度都会随着输送过程不断变化，因此除了选择合适类型的流量计外，在蒸汽系统的计量中，我们还需要注意以下几点关键问题：
（1）密度补偿。对于饱和蒸汽，由于其密度与压力一一对应。因此如果没有经过实际的密度补偿功能，蒸汽压力波动时，显示数值必然出现误差。
（2）安装汽水分离器。蒸汽在输送中干燥度会随着散热不断变化，产生冷凝水。如果计量中不考虑修正，会对计量的精确性产生很大影响。目前还没有能够在线检测蒸汽干度的仪器，所以只能通过经验参数来设置。另外，冷凝水还会引起腐蚀，水锤等问题，这些都会影响计量结果，甚至损坏流量计。因此，要提高蒸汽流量的计量精度，必须在流量计上游安装汽水分离器。
（3）安装过滤器。蒸汽管道在安装过程中，不可避免会有一些杂质，如碎石，焊渣等。如果不安装过滤器，这些杂质在运行中可能带来各种问题，影响设备正常工作，降低设备的使用寿命。因此，我们在每个蒸汽流量计上游都安装了100目过滤器。
3 安装后的效果
自2005 年起，我们陆续在每台锅炉出口、中央厨房、洗浆房等安装了9台Gilflo弹簧负载变面积式流量计。经过3年的运行，计量结果非常稳定精确，为我们医院的管理和节能改造提供了准确而宝贵的数据。通过这些数据，我们做了持续的改进，蒸汽系统的效率逐渐提高，能耗逐年降低，产生了巨大的经济效益，为医院节约燃料费用的同时，也减少了烟气的排放，为社会节约了大量的资源。
根据以上的改造和数据，我们医院2006 年全年比2005 年少用天然气81 万m3，经费节约140 万元，且系统比改造前更安全可靠，效果非常明显。可以说，精确的计量是节能降耗的前提和保障。
没有准确的计量就无法进行精确的管理，是有效管理的基础与依据。通常比较容易对水、电安装计量表，但是由于蒸汽的温度、压力、干燥度都会随着输送过程不断变化，蒸汽计量往往很难非常准确，技术原因造成了我们忽视了蒸汽的计量。实际上不论在医院还是工厂等其他广泛使用蒸汽的地方，蒸汽的浪费比水、电更为严重。随着计量科学的发展和管理者节能意识的增强，蒸汽计量越来越受到重视。
蒸汽计量的好处是：
（1）当蒸汽消耗异常时可以迅速查找原因，减少损失，为技术改进提供准确依据；
（2）可以监控所有用汽设备的效率，为预防性保养提供依据，从而保障生产的正常进行；
（3）流量计本身无法节能，但在准确计量数据的基础上做的改进管理可以有效节能5%～20%。
1 实例讲解如何选择蒸汽流量计
四川大学华西医院现有4 台10t/h 燃气、燃油的锅炉，年产蒸汽5.24万t，消耗天然气512万m3，天然气费用880 万元，蒸汽的计量管理和节能降耗工作，得到了医院领导的高度重视。
蒸汽在医院主要用于消毒、制剂、中央空调、中央厨房、洗浆等，用汽负荷的变化都非常大。举例来说，医院卫生热水的用汽单元主管道为DN100，蒸汽压力为10bar，按流速25m/s 计算，最大流量可达3825kg/h。但实际上，整个用汽单元有时只开一台设备，最小用汽量约为100kg/h。因此实际需要的流量计量程比就是3825 ÷ 100 ＝38:1。
标准孔板式蒸汽流量计量程比一般在4:1，显然不能满足要求。
涡街式流量计的量程比最大可达40:1，初看可以满足要求。但涡街式流量计是通过测量流体经过旋涡发生体时产生的旋涡数量来测量流体的速度。当流体的流速低于下限（一般在2m/s）时，就没有旋涡产生。因此蒸汽最大流速在25m/s 时，其实际量程比只有25/2＝12.5:1，也不能满足要求。
通过分析和比较，我们选择了量程比高达100:1的弹簧负载Gilflo变面积式流量计，该类流量计输出的差压信号与被测流量之间有线性关系，所以也称线性孔板差压流量计。
2 Gilflo变面积式流量计简介
2.1 工作原理
参照图1，当流体流过Gilflo流量计时，中心定位的锥体推动负载弹簧轴向移动，引起环行面积的变化，环行面积变化使输出信号（差压）与流量成线性关系，大大地扩大了其量程比。差压变送器测量该差压，并将其转换为4～20mA 信号输出至流量计算机。通过流量计算机的处理和计算，显示流体的瞬时流量、总流量、温度和压力等信息。
GIlflo流量计具有下列特点：
（1）量程比大。典型的Giflo 差压式流量计可测范围为1%FS～100%FS，对于流量变化大的测量对象，一台流量计就可解决。
（2）线性差压输出，精确度高。由于逐台经过水标定，并进行多项补偿，且差压信号与流量成线性关系， 被测流量相对于满量程流量较小时，差压信号幅值也较大，有利于提高测量精确度，实际的精确度可达± 1%。
（3）直管段要求低。由于孔板的变面积设计，使其成为在高雷诺数条件下工作的测量机构，可在紧靠弯管、三通下游的部位进行测量（典型的安装要求为上游直管段≥6倍管径，下游直管段≥3 倍管径）。
（4）耐振性好。在振动较大的恶劣场所，涡街流量计容易出现“无中生有”和读数偏高问题。Gilfo线性孔板耐振性要比涡街流量计优越。
2.3 注意的问题
由于蒸汽的温度、压力、干燥度都会随着输送过程不断变化，因此除了选择合适类型的流量计外，在蒸汽系统的计量中，我们还需要注意以下几点关键问题：
（1）密度补偿。对于饱和蒸汽，由于其密度与压力一一对应。因此如果没有经过实际的密度补偿功能，蒸汽压力波动时，显示数值必然出现误差。
（2）安装汽水分离器。蒸汽在输送中干燥度会随着散热不断变化，产生冷凝水。如果计量中不考虑修正，会对计量的精确性产生很大影响。目前还没有能够在线检测蒸汽干度的仪器，所以只能通过经验参数来设置。另外，冷凝水还会引起腐蚀，水锤等问题，这些都会影响计量结果，甚至损坏流量计。因此，要提高蒸汽流量的计量精度，必须在流量计上游安装汽水分离器。
（3）安装过滤器。蒸汽管道在安装过程中，不可避免会有一些杂质，如碎石，焊渣等。如果不安装过滤器，这些杂质在运行中可能带来各种问题，影响设备正常工作，降低设备的使用寿命。因此，我们在每个蒸汽流量计上游都安装了100目过滤器。
3 安装后的效果
自2005 年起，我们陆续在每台锅炉出口、中央厨房、洗浆房等安装了9台Gilflo弹簧负载变面积式流量计。经过3年的运行，计量结果非常稳定精确，为我们医院的管理和节能改造提供了准确而宝贵的数据。通过这些数据，我们做了持续的改进，蒸汽系统的效率逐渐提高，能耗逐年降低，产生了巨大的经济效益，为医院节约燃料费用的同时，也减少了烟气的排放，为社会节约了大量的资源。
根据以上的改造和数据，我们医院2006 年全年比2005 年少用天然气81 万m3，经费节约140 万元，且系统比改造前更安全可靠，效果非常明显。可以说，精确的计量是节能降耗的前提和保障。
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