一、現(xiàn)象
中石化某分公司去生活區(qū)蒸汽分表之和只是總表的60%,其余40%的蒸汽到哪里去了?各分表前疏水采集稱重也沒(méi)那么多。
二、分析與診斷
(1)系統(tǒng)的組成
提問(wèn)者所說(shuō)的系統(tǒng)包括1臺(tái)總表和4臺(tái)分表??偙頌榭装辶髁坑?jì),流體為過(guò)熱蒸汽;4臺(tái)分表中2臺(tái)是孔板流量計(jì),另2臺(tái)是渦街流量計(jì),流體均為濕飽和蒸汽。
令提問(wèn)者不解的是分表示值之和加上分表之前的疏水量,還是比總表示值小很多,幾臺(tái)表又查不出毛病。
(2)差量分析
①該公司是中石化系統(tǒng)老廠,技術(shù)力量雄厚,儀表系統(tǒng)設(shè)計(jì)、安裝規(guī)范,所以假定5套流量計(jì)均不存在低級(jí)錯(cuò)誤。
②總表工作條件比較優(yōu)越,因?yàn)榱黧w為過(guò)熱蒸汽,所以總表的測(cè)量準(zhǔn)確度可信。
③4套分表均工作在飽和蒸汽的工況條件下,從原理分析各臺(tái)表均偏低。
(3)濕蒸汽中的水對(duì)渦街流量計(jì)的影響
濕蒸汽中的水在蒸汽中存在的形式有兩種:一種是以小水滴的形式均勻地懸浮在蒸汽中,猶如大氣中的迷霧;另一種是在水平管道底部作分層流動(dòng),蒸汽流速快,凝結(jié)水流速慢。
濕蒸汽中的水對(duì)渦街流量計(jì)的影響可用文獻(xiàn)中推導(dǎo)出的公式來(lái)分析,該公式如式所示:
式中: Rv——濕蒸汽干部分體積流量與濕蒸汽總體積流量之比;
ρs ——飽和蒸汽干部分密度,kg/m3;
ρL ——飽和水密度,kg/m3;
X——濕蒸汽的干度。
例如:濕飽和蒸汽壓力為1.1MPa(絕壓)、X=90%時(shí),ρs=5.6808kg/m3ρL=882.47kg/m3,將X、ρs和ρL值代入式得Rv=99.93%。即雖然水與濕蒸汽的質(zhì)量比達(dá)10%,但在總體積中占的比值僅有0.07%。在工程上,0.07%的比例可忽略,因此可以說(shuō)渦街流量計(jì)的輸出頻率全由汽相部分做的貢獻(xiàn)。
由此可見(jiàn),用渦街流量計(jì)來(lái)測(cè)量濕飽和蒸汽,如果測(cè)量任務(wù)是濕蒸汽的質(zhì)量流量,那么儀表少計(jì)是必然的。
(4)濕蒸汽中的水對(duì)孔板流量計(jì)的影響
從式所示的差壓式流量計(jì)的基本關(guān)系式可知,如果水在汽相中的存在形式是均勻分布,蒸汽從臨界飽和狀態(tài)變成濕飽和蒸汽后,相同質(zhì)量流量的濕蒸汽通過(guò)差壓裝置,由于密度ρ增大,所產(chǎn)生的差壓值成反比減小,但此差壓經(jīng)變送器轉(zhuǎn)換成電信號(hào),再送入流量演算器計(jì)算質(zhì)量流量時(shí),流體密度仍按臨界飽和狀態(tài)處理,所以計(jì)算得到的質(zhì)量流量仍然是負(fù)偏差。由于差壓測(cè)量不確定度對(duì)質(zhì)量流量不確定度影響的表達(dá)式中,靈敏系數(shù)為1/2,所以質(zhì)量流量偏低值只為流體密度偏高值的1/2。
當(dāng)水在蒸汽中的存在形式為分層流動(dòng)時(shí),水一般從孔板的疏水孔中流到孔板下游,如果疏水孔被堵,水也從孔板的開(kāi)孔中流到下游,兩種情況都是流量測(cè)量結(jié)果出現(xiàn)負(fù)偏差。
由此可見(jiàn),用孔板流量計(jì)來(lái)測(cè)量濕飽和蒸汽,如果測(cè)量任務(wù)是濕蒸汽的全部質(zhì)量流量,那么儀表少計(jì)也是必然的。
三、診斷分析結(jié)論
本實(shí)例中,分表示值之和與總表示值之間的量差,除了分表之前的疏水之外,其余部分主要是由分表少計(jì)引發(fā)的。
各分表之前的管道上安裝的疏水器,只能將水平管道底部分層流動(dòng)的水疏掉,無(wú)法將懸浮在氣相中的小水滴疏掉,而且分層流動(dòng)的水疏掉之后,濕飽和蒸汽在管道中從疏水器安裝處流到流量計(jì)安裝處,管道內(nèi)還會(huì)繼續(xù)生成凝結(jié)水,這就引發(fā)了分表的少計(jì)。
四、流量計(jì)少計(jì)數(shù)量的測(cè)定
流量計(jì)對(duì)蒸汽的質(zhì)量流量進(jìn)行計(jì)量,其準(zhǔn)確度可用測(cè)定凝結(jié)水總量的方法驗(yàn)證。
如果流經(jīng)流量計(jì)的蒸汽全部變成凝結(jié)水,而且不存在外泄,這時(shí)蒸汽若為過(guò)熱狀態(tài)或臨界飽和狀態(tài),凝結(jié)水總量應(yīng)與流量計(jì)所計(jì)總量相等。蒸汽若帶水,則凝結(jié)水總量與流量計(jì)所計(jì)總量的差值即為流量計(jì)少計(jì)的量