毕托巴流量计在蒸汽计量中的应用

一、蒸汽计量存在的问题及原因分析

天津分公司行管区蒸汽管网主要包括3个食堂、2个浴池、1个宾馆和1个泡塑厂， 其中只有泡塑厂全天候有蒸汽用量。行管区蒸汽计量总表是传统的差压式标准孔板流量计，其他分表是一体化涡街流量计。当早、中、晚食堂和浴池用蒸汽时，总表常有超量程运行现象，即使将差压变送器量程调到最大，也无济于事，但其他时间由于蒸汽用量小，行管区蒸汽总表大部分时间在量程下限运行，计量误差较大。

分析小流量条件下总表计量不准的主要原因，是由于差压变送器的引压管线较长，很容易引入微小的差压信号传递失真。对于高量程段来说，这点传递失真引起的误差可忽略不计，而对于低量程段来说，引起的误差非常大。因为流量很小时，节流装置送出的差压总共只有几十帕斯卡。满量程差压为100kPa的差压式流量计，在流量为3%FS时，节流装置送出的差压只有90Pa，相当于9mmH2O的压力。

经过多方调研， 笔者认为选用蒸汽一体化毕托巴流量计， 可以彻底解决流量变化范围比较大的蒸汽计量问题，提高计量检测效率。另外，还可以从强化计量数据管理方面下工夫， 充分利用信息化技术， 实时监控流量计运行状态，确保计量仪表运行稳定、计量数据真实可靠。

二、蒸汽一体化毕托巴流量计的应用效果

图12012年9月28日9点40分标准孔板流量计历史曲线(大流量)

图22012年9月28日9点40分毕托巴流量计历史曲线(大流量)

图32012年10月7日15点标准孔板流量计曲线(小流量)

图42012年10月7日15点毕托巴流量计曲线(小流量)

通过上述描述可以看出，毕托巴流量计具有测量范围广、准确度高、安装使用方便及维护量小等优点。为此，我们利用天津分公司大检修的机会在行管区蒸汽总表1#后又加装了一台蒸汽一体化毕托巴流量计2#。同时强化了数据管理，充分利用信息化技术，开发了“计量数据采集系统”，用计算机实现被测蒸汽流量、温度、压力、密度等历史数据的实时监控显示，现场计量人员可以方便快捷地对仪表的运行状态进行监控和故障处理，提高计量数据的可靠性。经过近两个月的数据比对发现，当1#表超量程运行时(如图1所示)，2#表运行平稳，其瞬时流量大于1#表1t/h左右(如图2所示)；当1#表在量程下限运行时，其流量曲线上下波动较大(如图3所示)，而2#表的流量曲线基本稳定，计量数据真实可靠(如图4所示)。

图1、图2、图3、图4是从“计量数据采集系统”中截取的两台流量计运行的历史曲线。

三、应用中的关键注意事项

1.校准

在蒸汽一体化毕托巴流量计安装前，应先对差压变送器进行实验室检定/校准， 在符合相应准确度要求后，再连同二次表一起整体送到有资质的蒸汽或气体流量标准装置上校准。校准时应置入生产厂家提供的校准条件下的k系数，实际应用时，再置入蒸汽介质的k系数。

2.冷凝罐

为避免取压误差，蒸汽一体化毕托巴流量计没有设置一次阀，因此流量计投用前一定要在“一体化冷凝罐”中加入冷凝液或防冻液，并通过差压变送器的排污口排出两个液封室内的空气。如果流量计投用前忘了加冷凝液或防冻液， 在因生产需要无法短时停供蒸汽的情况下，就无法再补加液体，高温高压蒸汽将直接进入差压变送器膜盒内， 有可能造成差压变送器损坏；在寒冷的北方地区，还会导致液封室中自然冷却的冷凝水冻冰，流量计无法运行。

3.差压变送器

在流量计投用前应消除差压变送器的静压误差。静压误差在全量程范围内总是在起作用，虽然小信号切除功能掩盖了这一矛盾，但是其影响客观上是存在的，尤其是在相对流量较小时，影响更可观。因此，一定要进行现场调零，消除静压误差。特别需注意的是:对于带有开平方功能或小信号切除功能的差压变送器，在检查静压误差时，一定要将小信号切除功能暂时取消， 以观察真正的零位。

4.疏水器

流量计用于测量蒸汽时， 要考虑相变对测量的影响， 相当多的蒸汽是微过热蒸汽或饱和蒸汽， 在输送过程中可能会有水凝结，成为两相流，在目前两相流测量还未解决的情况下， 要确保单相流就必须在流量计前直管段前附近加装疏水器，并确保疏水器工作正常。

5.密度补偿

对于气体和蒸汽介质而言，介质密度随着实际工作温度、压力的变化而变化，因此必须采取实时密度补偿措施，即:把实际工作状态下的温度、压力仪表输出信号引入二次仪表中，二次仪表自动采用查表法或公式法计算出实际工作密度，参与流量计算。否则当设计温度、压力与实际温度、压力不一致时，将导致测出的流量不能真实反映其工作状态下的实际流量，计量的准确性无从谈起。

四、结束语

综上所述， 蒸汽一体化毕托巴流量计采用多点线性修正的方法，可以有效扩大量程范围，它的取压装置设计结构合理，可以避免差压信号的传递失真，再配套使用高准确度的差压变送器，可以很好地解决流量变化范围较大时计量不准的难题。在提高计量仪表准确性的同时，充分利用现代化信息技术，应用计量数据诊断系统强化数据管理，天津分公司行管区蒸汽管网检测效率明显提高，收到了良好的经济效益和社会效益。

但是，由于毕托巴流量计形成的差压比较小，一般需要选用微差压变送器，这样虽然压损小节能效果好，但对差压变送器的维护使用要求较高，用户应严格按规定操作才能达到准确计量的目的。