关键词：平衡流量计 供热蒸汽 变送器 孔板
0 引言
流量计是火力发电企业必不可少的一种仪表测量装置，其中应用最广泛、使用最成熟的一类是以节流装置为检测元件的差压流量计。随着仪表测量技术的不断进步，节流流量计测量精度低，量程比小，上下直管段要求高以及压损大等劣势不断显现。徐州华润电力公司一二期30万机组供热系统投产于2014年，单台机组热再供汽最大流量为90t/h，热再抽汽设计压力3.2MPa，设计温度537℃，单台机组中排供汽最大流量200t/h，中排设计压力0.75MPa，设计温度330℃。该公司在选择供热流量测量仪表时，选择一种多孔平衡节流的新一代节流装置，即平衡流量计，充分利用其节能、环保、精确等特点。
1 平衡流量计介绍
平衡流量计是由平衡流量传感器、差压变送器以及显示仪表组成。平衡流量传感器是一种基于差压原理进行流量测量的仪表，该流量传感器的结构是将测量孔板与整流器进行一定的组合，当供热蒸汽通过测量圆盘的函数孔时，蒸汽被平衡与整流，同时其设计结构使涡流最小化，形成一种近似理想的流体。流体再通过取压装置及测量管路的传导，可获得稳定的差压信号；差压信号送入计算机或者二次表，根据伯努利方程即可计算出体积流量或质量流量，在电力供热系统流量关口表测量中广泛应用。
2平衡流量计与传统节流装置对比
与标准孔板相比，结合电力供热系统生产的实际应用，平衡流量计应用具有如下特点。
（1）供热流量测量精度高，重复性好
测量供热蒸汽流量时，当蒸汽受到节流件的阻力时，可能产生部分蒸汽液化现象。这种现象会对取压信号造成干扰，影响供热蒸汽的测量精度。平衡流量计因独特的多孔设计，可实现流场保持一定的平衡，稳定的流场使整流效果变得比较稳定，消除单节流孔带来的死区感应，大幅度的提高差压信号信噪比，总体测量传感器精度相应提高，精度可达0.5%，比传统标准节流装置提升了5～10倍。
（2）供热蒸汽直管段要求低
因平衡流量计能将流场整流稳定、并且具有压力恢复速度快的特点，这样就大大降低传感器流场对供热蒸汽直管段的要求。一般来说，标准孔板对直管段的要求都在15D以上，而平衡流量计对直管段要求为前2-5D、后2D，最短可至0.5D，因此采用平衡流量计为该公司的供热系统的工艺配管节省大量直管段，尤其是特殊昂贵材料的管道，进而降低资金投资。
（3）永久压力损失低
平衡流量计因具有多孔对称的平衡设计，此种设计减少涡流的形成和紊流的摩擦，降低蒸汽动能的损失。在产生同样差压值情况下，平衡流量计产生的永久压损仅为传统节流装置的 三分之一。因此平衡流量计可降低供热系统的运行成本及能量损失，起到节能效果，是一种节能型仪表，符合现代电厂供热节能环保的要求。
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（4）可耐系统脏污不易堵
流量计多孔对称的设计，可减少流场死区。供热系统内逐渐积累产生的部分脏污介质可顺利通过函数孔，因此平衡流量计可用于测量各种脏污介质。多孔的结构以及边缘的直角结构，提高了仪表耐脏污能力，且不易堵塞，延长维护周期，降低供热系统投产后的维护费用。
（5）适用范围广，可测双向流量
平衡流量计适用范围较广，可测量各种液体、气体和蒸汽的流量测量，其工作温度与工作压力取决于管道和法兰的材质等级，工作温度最高可达600℃，工作压力可达42MPa。另外，由于供热系统多孔节流件设计为左右完全对称，即可测量正向流量，也可测量反向流量，可较好的适应供热系统特殊运行方式下的流量测量，提高供热系统运行方式的灵活性。
（6） 孔板可拆卸场合可直接替换孔板
对于一些孔板可拆卸的系统及场合，平衡流量计也具有较大的优势，如法兰对夹式和防腐型，平衡孔板与标准孔板具有同样的使用方法和外形，可以直接进行替换，不需要任何配管的变化和相关仪表的更改。
3调试运行
（1）平衡流量计的选型需要根据供热企业工艺参数确定，同时根据管道设计确定开孔位置及大小，从而确定平衡传感器相应的差压值大小、测量范围及精度、压力损失等参数。流量计在出厂前应当经过流量标定或模拟标定，部件材质需经过严格筛选，确保流量计可靠长期运行。
（2）对于供热蒸汽测量，流量计均需水平管道一体化安装，取压口需在管道侧面，一般在3点方向或9点方向，引压管需安装冷凝罐。差压变送器安装位置需低于测量管道，便于冷凝水的快速充满；差压变送器仪表需正确投用，避免接触高温或超压供热蒸汽介质造成仪表损坏，正负压侧引压管应长度相近，以保持产生平衡的测量液柱；根据设计要求，需对流量进行温度及压力的补偿，压力或压力测量取样点需在流量计位置后2D或前5D直管段以外。
4常见故障处理
（1）变送器仪表无信号或负信号。需排查变送器电路是否故障，接线是否错误，流量计是否安装安装箭头指示安装，引压管路是否安装高压侧进行敷设安装；如安装接线无故障，需判断介质是否流通，引压管或阀门是否通畅，平衡阀是否内漏，可稍微打开变送器排空阀排一下气泡，或者校验通讯变送器，检查变送器是否故障等
（2）供热蒸汽流量测量计算值过高或过低。需检查流量计选型与运行工况条件是否匹配，安装位置是否正确；若流量计无异常，则排查引压管路内介质是否积异物，可采用打开排污口或平衡阀的方式，排出可能存在的污垢或沉淀物；再检查变送器校验量程是否正确，零点是否漂移，流量积算仪参数设置是否正确等。
（3）信号不稳定或突变。需检查变送器功率是否故障，供电或接线是否异常，流量测量管路是否泄漏，或者运行工况是否突变等。
4结束语
供热流量的测量是供热企业重要的数据信息，流量测量数据信息需要准确可靠。平衡流量计的选用使得供热数据测量可靠，减少了供热企业与发电企业对于蒸汽用量的争议，产生较好的经济效益与社会效益。
参考文献
[1]王强. A+K平衡流量计的独特性能和典型应用[J]. 中国中轻国际工程有限公司, 2013.
[2]张乾庆. 平衡流量计与标准孔板在蒸汽流量测量中的优劣[J]. 中国石油大港石化公司, 2011.
[3]张石.平衡流量计在实际应用中的优势[J]. 沈阳北星仪表制造有限公司, 2013.
论文作者:耿相亮 孙飞龙
论文发表刊物:《当代电力文化》2019年11期
论文发表时间:2019/12/2
标签：流量计论文; 测量论文; 流量论文; 蒸汽论文; 仪表论文; 系统论文; 多孔论文; 《当代电力文化》2019年11期论文;