智能蒸汽流量計流量測量裝置安裝的控制要點及預控措施
點擊次數：3063 發布時間：2021-01-07 15:40:09
火電廠是利用可燃物（例如煤）作為燃料生產電能的，其生產流程是這樣：燃料在燃燒時加熱水生成蒸汽，將燃料的化學能轉變成熱能，蒸汽壓力推動汽輪機旋轉，熱能轉換成機械能，然后汽輪機帶動發電機旋轉，將機械能轉變成電能。原動機通常是蒸汽機或燃氣輪機，在一些較小的電站，也有可能會使用內燃機。它們都是通過利用高溫、高壓蒸汽或燃氣通過透平變為低壓空氣或冷凝水這一過程中的壓降來發電的。因此在火電廠的生產過程中會有大量的蒸汽需要測量，以便對生產過程進行一個有效的控制。本文即是針對目前火電機組流量測量裝置安裝過程中普遍存在的問題，結合規范的要求，對安裝中應注意的事項進行了闡述，提出相應的控制要領及預控措施，希望能為流量測量裝置施工管理提供參考。
1、常用流量測量裝置
火力發電廠中需要進行流量測量的介質主要有：水、蒸汽、風、風粉、燃油等。常用流量測量裝置主要有：標準孔板、標準噴嘴、長徑噴嘴、文丘里噴嘴、機翼測速管、均速管、多點組合式測速管、質量流量計和超聲波流量計等。
標準智能蒸汽流量計：主要應用于凝結水、凝結水再循環、凝結水補水、定子冷卻水、輔助蒸汽等中低溫低壓液體和蒸汽流量測量。
標準噴嘴、長徑噴嘴、文丘里噴嘴：主要應用于主給水電泵進口及汽泵進口、省煤器入口、爐水循環泵出口、減溫水、主蒸汽等高溫高壓汽水流量的測量。現大型機組的主蒸汽流量已不采用流量測量裝置，而是根據主汽或調節級壓力、溫度計算得出。
機翼測速管、均速管、多點組合式測速管：應用于冷熱一二次風、三次風、磨煤機入口風、風粉的風速（流量）測量。
超聲波流量計應用于管徑較大的循環水流量的測量；燃油采用質量流量計。
2、流量測量裝置采購
流量測量裝置的采購是保證流量測量準確性的基礎環節。要正確和有效地選擇流量測量方法和儀表，必須熟悉流量儀表和生產過程流體特性這兩方面的技術，還要考慮經濟因素，歸納起來有五個方面因素，即性能要求、流體特性、安裝要求、環境條件和費用。
3、現場安裝
3.1前后直管段檢查
1）在節流裝置所在的汽水管道安裝前，機務專業要核實流量計算書內計算出的前后直管段長度是否和設計院管道布置圖相吻和，一般以廠家的要求為主。如果現場的前后直管段確實不能滿足規范和廠家的要求，這將增加流量測量的不確定度，這種情況也屢見不鮮；
2）在確定節流裝置安裝位置后，預留法蘭或臨時管道的位置，避免不必要的重新定位和焊接。在某電廠就出現了機務專業完全照設計院圖紙對凝結水補水流量孔板定位，并完成前后法蘭的焊接，結果在熱控專業對照廠家流量計算書檢查時，發現孔板前直管段不滿足要求，在設計院核實后，決定將孔板位置向后移，結果機務專業只好將法蘭重新割下和焊接；
3）除對前后直管段的長度進行測量核實之外，還應采用游標卡尺或內徑千分尺檢查管道的內徑D和橢圓度，在上游直管段任意平面上測得的內徑值與內徑平均值的差應不大于±0.3%，下游不大于±2%。上游直管段具體測量方法為：管道直徑D值應是上游取壓口上游0.5D長度范圍內的平均內徑。該平均內徑應是至少12個直徑測量值的算術平均值，亦即在0.5D長度范圍內平均分布至少3個橫截面，每個橫截面上分布彼此間角度近似相等的4個直徑，其中兩個截面距上游取壓口0D和0.5D，如果是焊接頸部結構，則一個截面在焊接平面內。如有夾持環，該0.5D值應從夾持環上游邊緣測量起；
4）根據風速測量裝置的要求，檢查風道內的支撐是否影響測量。如影響，則需要重新定位或割除相應內支撐，并請設計院增設風道外面的加固措施。這種情況在施工過程中也時有發生，應當引起注意。
3.2裝置檢查
風速測量裝置的檢查較為簡單，主要是規格型號、材質、尺寸、外觀等方面。現場出現問題的情況不多見。
節流裝置檢查相對復雜，檢查的內容包括：規格型號、材質、外觀、孔板入口和噴嘴出口邊緣的尖銳度、內徑d、取壓口尺寸及其質量、環室內徑、墊片等。
部分焊接式節流裝置前后已經由廠家焊接好直管段，有的數據不便于測量，只好由廠家制造時保證其精度了。有的廠家為了保護孔板的表面，在出廠時將孔板兩面粘貼上一層牛皮紙。檢查前，應揭去保護紙并清洗干凈。
智能蒸汽流量計的節流裝置檢查可按以下步驟進行：
1）*先核對材質，再目測孔板表面和噴嘴內表面應該是光潔、無油脂、無劃痕、無麻點。孔板入口和噴嘴出口邊緣應該尖銳，不能夠有毛邊、劃痕，對著光線目測不應有反光；
2）用直規靠在孔板前后表面，檢查孔板的平整度。用游標卡尺測量孔板的厚度E，應小于等于0.05D；
3）用游標卡尺或內徑千分尺按四個角度測量孔板內徑和噴嘴喉部內徑d，孔徑偏差的平均值d應滿足規范的要求。這里要注意：廠家計算書上的內徑d20是指20℃時的值，在計算偏差時，應先根據測量時的溫度和線脹系數計算出制造內徑；
4）對于環隙測壓的節流件，還應測量環室內徑，其值應在D和1.04D之間；
5）取壓口有毛刺或雜物會引起誤差，特別是在流速較高處，如噴嘴喉部處，將引起很大的誤差，必須認真檢查。取壓口的內徑也是必測的一項，還應復核D-1/2D取壓方式的取壓口間距。在某電廠，就曾出現過鍋爐廠供貨的主給水組合式長徑噴嘴其中一個取壓口未開通的情況，幸虧檢查發現，只好從另一對取壓口分三通處理；
6）墊片的材質要核實，避免因用錯而發生泄露；墊片的厚度還應該在0.1mm～2mm之間，避免過厚而影響到法蘭取壓口的間距。
3.3裝置安裝
1）按照規范的要求，節流裝置安裝前，管道必須經過沖洗。嚴禁將節流件（特別是直接焊接式的）安裝好后再進行管道的沖洗。如不沖洗，容易造成取壓口被焊渣、銹屑堵上，更容易在孔板上游側測量管底部形成沉積物。出現這種情況，對流量測量的影響是無法估算出的；
2）焊口打磨時要注意對節流件的保護。對于法蘭連接的孔板，要將孔板取出再打磨法蘭焊口；對于一體式的節流件，在打磨焊口時，要做好節流件保護措施后才能打磨；
3）在流量裝置吊裝時，一定不能對節流件造成損傷。個別施工單位施工前未進行交底，施工人員直接將鋼絲繩穿過節流件吊裝，造成節流件內表面的磨損，這種磨損是無法彌補的；
4）節流件的方向是安裝過程中*重要的一環，噴嘴曲面大口為進口，孔板銳邊為進口，千萬不能裝反。特別是孔板容易裝錯，而且裝反后不易發現，一定要仔細。在某電廠就出現過定子冷卻水孔板裝反的情況，幸虧在機組啟動前定冷水打循環時發現，及時拆下重新安裝；
5）節流件應垂直于管道軸線，其偏差允許在1°。由于節流件是安裝于前后取壓裝置之間，如環室、夾持環之間，它們又安裝在節流件前后測量管端頭的法蘭之間，因此環室、夾持環兩端面和法蘭端面，在加工或焊接時，必須保證端面與節流件開孔軸線垂直，才能滿足節流件安裝后垂直于管道軸線的要求。裝配后其偏差難以檢驗，應由工藝過程給予保證；
6）同樣，節流件的偏心率實際檢驗也很困難，應由各連接件的配合公差來保證，即節流件與取壓裝置、取壓裝置與法蘭、法蘭與測量管等之問的配臺公差來保證；
7）墊圈或密封環在嵌入時，應采取措施使其在任何點上都不會突入管道。當采用角接取壓口時，使其不會擋住取壓口或槽。如果節流件與環室環之間使用了墊圈，墊圈不應突人環室；
8）針對液體、氣體和蒸汽取壓口的方位及其角度范圍，在規范中要求得非常明確。確定取壓口方位時，在滿足規范的情況下，還應考慮差壓變送器的安裝位置和儀表管坡度；
9）有一點還要特別注意，在垂直管道安裝節流裝置測量蒸汽流量時，冷凝器安裝高度要一致，冷凝器至上下取壓口的取壓短管坡度要保證凝結水回流至取壓口，短管上的一次截止閥要水平安裝。
4儀表管和變送器布置
一般來講在流量測量裝置安裝前，變送器的保護箱位置已經安裝。因此，變送器保護箱布置要考慮介質、儀表管長度盡量短等因素。液體和蒸汽流量差壓變送器*好布置在流量裝置下方，風粉流量差壓變送器布置在裝置上方。
敷設儀表管路時一定要注意坡度。風粉流量取壓短管與儀表管的連接*好采用接頭方式，這樣便于進行儀表管路嚴密性試驗。
另外，對于水和蒸汽流量，在變送器投用前，排污的時間*好長一些，將儀表管道內的污物排盡。
5、預控建議
5.1盡早訂貨
盡早訂貨的目的是早些拿到廠家的流量計算書。*好采用EXCEL表格，列出所有節流裝置的清單，并根據計算書的數據和EXCEL的函數功能，自動計算出所需要檢查的數據，方便測量檢查之用。及時對到貨的設備進行檢查，早發現問題早解決。節流裝置如是主設備廠家配供的，也要及早通知廠家提供流量計算書和供貨。
5.2加強知識培訓
就筆者所接觸到的多家電力工程建設公司（施工單位）來說，真正深入了解流量測量裝置（特別是節流裝置）的專業人員不多，認識水平一般僅停留在按照設計圖紙定位、進出口方向和取壓口方位等層面。因此，要做好相關機務、熱控人員的流量測量裝置知識培訓工作，這些人員至少應包括：質檢員、專工、技術員。
5.3明確職責、專業配合
在施工組織設計或施工作業指導書中就要明確關于流量測量裝置安裝的機務和熱控專業職責范圍。要具體到開箱驗收、圖紙核對、定位、檢查及數據的記錄、檢查及安裝時的相互通知和配合等。
5.4仔細核對圖紙
當收到廠家的流量計算書后，要及時核對設計圖紙中流量測量裝置安裝位置是否滿足廠家的要求。一般根據廠家給出的前后直管段長度所確定的安裝位置是流量測量*佳位置，在現場條件滿足的情況下，盡可能按照廠家的要求定位。
5.5做好施工交底
安裝流量測量裝置前要做好技術交底工作。交底的主要內容應包括：
1）對裝置本身檢查的項目和必須測量的數據并做好記錄；
2）先管道沖洗再割管焊接，還是先割管焊接法蘭再沖洗管道；
3）對前后直管道檢查的項目和必須測量的數據并做好記錄；
4）安裝過程中對裝置的保護措施；
5）測量裝置的進出口方向；
6）取壓口的數量和方位；
7）焊接或法蘭連接注意事項；
8）冷凝器的安裝注意事項等。
5.6及時聯系廠家和設計院
在檢查和安裝過程中，發現問題要及時聯系廠家或設計院解決，不能圖省事，抱著按設計圖安裝上去就可以了的態度。比如：安裝位置需要調整；前后直管段確實不夠長；墊片的材質不能滿足要求；風道內支撐過近需要割除等問題。
5.7加強質量控制
流量測量裝置安裝的質量控制是施工單位質檢部門和監理的職責，應做好施工前、施工中的質量檢查和測量數據核對，把好質量關，對施工中出現的問題及時予以糾正，特別是要及時阻止先安裝節流件再進行管道清洗的行為。
6、結論
在火力發電廠，流量測量信號的準確性較為重要，流量測量裝置的安裝要求更高。通過本文對流量測量裝置在安裝過程中可能出現的問題描述提出預控建議，希望能為施工單位在施工技術管理方面提供參考，避免在以后的施工過程中出現類似的問題。
1、常用流量測量裝置
火力發電廠中需要進行流量測量的介質主要有：水、蒸汽、風、風粉、燃油等。常用流量測量裝置主要有：標準孔板、標準噴嘴、長徑噴嘴、文丘里噴嘴、機翼測速管、均速管、多點組合式測速管、質量流量計和超聲波流量計等。
標準智能蒸汽流量計：主要應用于凝結水、凝結水再循環、凝結水補水、定子冷卻水、輔助蒸汽等中低溫低壓液體和蒸汽流量測量。
標準噴嘴、長徑噴嘴、文丘里噴嘴：主要應用于主給水電泵進口及汽泵進口、省煤器入口、爐水循環泵出口、減溫水、主蒸汽等高溫高壓汽水流量的測量。現大型機組的主蒸汽流量已不采用流量測量裝置，而是根據主汽或調節級壓力、溫度計算得出。
機翼測速管、均速管、多點組合式測速管：應用于冷熱一二次風、三次風、磨煤機入口風、風粉的風速（流量）測量。
超聲波流量計應用于管徑較大的循環水流量的測量；燃油采用質量流量計。
2、流量測量裝置采購
流量測量裝置的采購是保證流量測量準確性的基礎環節。要正確和有效地選擇流量測量方法和儀表，必須熟悉流量儀表和生產過程流體特性這兩方面的技術，還要考慮經濟因素，歸納起來有五個方面因素，即性能要求、流體特性、安裝要求、環境條件和費用。
3、現場安裝
3.1前后直管段檢查
1）在節流裝置所在的汽水管道安裝前，機務專業要核實流量計算書內計算出的前后直管段長度是否和設計院管道布置圖相吻和，一般以廠家的要求為主。如果現場的前后直管段確實不能滿足規范和廠家的要求，這將增加流量測量的不確定度，這種情況也屢見不鮮；
2）在確定節流裝置安裝位置后，預留法蘭或臨時管道的位置，避免不必要的重新定位和焊接。在某電廠就出現了機務專業完全照設計院圖紙對凝結水補水流量孔板定位，并完成前后法蘭的焊接，結果在熱控專業對照廠家流量計算書檢查時，發現孔板前直管段不滿足要求，在設計院核實后，決定將孔板位置向后移，結果機務專業只好將法蘭重新割下和焊接；
3）除對前后直管段的長度進行測量核實之外，還應采用游標卡尺或內徑千分尺檢查管道的內徑D和橢圓度，在上游直管段任意平面上測得的內徑值與內徑平均值的差應不大于±0.3%，下游不大于±2%。上游直管段具體測量方法為：管道直徑D值應是上游取壓口上游0.5D長度范圍內的平均內徑。該平均內徑應是至少12個直徑測量值的算術平均值，亦即在0.5D長度范圍內平均分布至少3個橫截面，每個橫截面上分布彼此間角度近似相等的4個直徑，其中兩個截面距上游取壓口0D和0.5D，如果是焊接頸部結構，則一個截面在焊接平面內。如有夾持環，該0.5D值應從夾持環上游邊緣測量起；
4）根據風速測量裝置的要求，檢查風道內的支撐是否影響測量。如影響，則需要重新定位或割除相應內支撐，并請設計院增設風道外面的加固措施。這種情況在施工過程中也時有發生，應當引起注意。
3.2裝置檢查
風速測量裝置的檢查較為簡單，主要是規格型號、材質、尺寸、外觀等方面。現場出現問題的情況不多見。
節流裝置檢查相對復雜，檢查的內容包括：規格型號、材質、外觀、孔板入口和噴嘴出口邊緣的尖銳度、內徑d、取壓口尺寸及其質量、環室內徑、墊片等。
部分焊接式節流裝置前后已經由廠家焊接好直管段，有的數據不便于測量，只好由廠家制造時保證其精度了。有的廠家為了保護孔板的表面，在出廠時將孔板兩面粘貼上一層牛皮紙。檢查前，應揭去保護紙并清洗干凈。
智能蒸汽流量計的節流裝置檢查可按以下步驟進行：
1）*先核對材質，再目測孔板表面和噴嘴內表面應該是光潔、無油脂、無劃痕、無麻點。孔板入口和噴嘴出口邊緣應該尖銳，不能夠有毛邊、劃痕，對著光線目測不應有反光；
2）用直規靠在孔板前后表面，檢查孔板的平整度。用游標卡尺測量孔板的厚度E，應小于等于0.05D；
3）用游標卡尺或內徑千分尺按四個角度測量孔板內徑和噴嘴喉部內徑d，孔徑偏差的平均值d應滿足規范的要求。這里要注意：廠家計算書上的內徑d20是指20℃時的值，在計算偏差時，應先根據測量時的溫度和線脹系數計算出制造內徑；
4）對于環隙測壓的節流件，還應測量環室內徑，其值應在D和1.04D之間；
5）取壓口有毛刺或雜物會引起誤差，特別是在流速較高處，如噴嘴喉部處，將引起很大的誤差，必須認真檢查。取壓口的內徑也是必測的一項，還應復核D-1/2D取壓方式的取壓口間距。在某電廠，就曾出現過鍋爐廠供貨的主給水組合式長徑噴嘴其中一個取壓口未開通的情況，幸虧檢查發現，只好從另一對取壓口分三通處理；
6）墊片的材質要核實，避免因用錯而發生泄露；墊片的厚度還應該在0.1mm～2mm之間，避免過厚而影響到法蘭取壓口的間距。
3.3裝置安裝
1）按照規范的要求，節流裝置安裝前，管道必須經過沖洗。嚴禁將節流件（特別是直接焊接式的）安裝好后再進行管道的沖洗。如不沖洗，容易造成取壓口被焊渣、銹屑堵上，更容易在孔板上游側測量管底部形成沉積物。出現這種情況，對流量測量的影響是無法估算出的；
2）焊口打磨時要注意對節流件的保護。對于法蘭連接的孔板，要將孔板取出再打磨法蘭焊口；對于一體式的節流件，在打磨焊口時，要做好節流件保護措施后才能打磨；
3）在流量裝置吊裝時，一定不能對節流件造成損傷。個別施工單位施工前未進行交底，施工人員直接將鋼絲繩穿過節流件吊裝，造成節流件內表面的磨損，這種磨損是無法彌補的；
4）節流件的方向是安裝過程中*重要的一環，噴嘴曲面大口為進口，孔板銳邊為進口，千萬不能裝反。特別是孔板容易裝錯，而且裝反后不易發現，一定要仔細。在某電廠就出現過定子冷卻水孔板裝反的情況，幸虧在機組啟動前定冷水打循環時發現，及時拆下重新安裝；
5）節流件應垂直于管道軸線，其偏差允許在1°。由于節流件是安裝于前后取壓裝置之間，如環室、夾持環之間，它們又安裝在節流件前后測量管端頭的法蘭之間，因此環室、夾持環兩端面和法蘭端面，在加工或焊接時，必須保證端面與節流件開孔軸線垂直，才能滿足節流件安裝后垂直于管道軸線的要求。裝配后其偏差難以檢驗，應由工藝過程給予保證；
6）同樣，節流件的偏心率實際檢驗也很困難，應由各連接件的配合公差來保證，即節流件與取壓裝置、取壓裝置與法蘭、法蘭與測量管等之問的配臺公差來保證；
7）墊圈或密封環在嵌入時，應采取措施使其在任何點上都不會突入管道。當采用角接取壓口時，使其不會擋住取壓口或槽。如果節流件與環室環之間使用了墊圈，墊圈不應突人環室；
8）針對液體、氣體和蒸汽取壓口的方位及其角度范圍，在規范中要求得非常明確。確定取壓口方位時，在滿足規范的情況下，還應考慮差壓變送器的安裝位置和儀表管坡度；
9）有一點還要特別注意，在垂直管道安裝節流裝置測量蒸汽流量時，冷凝器安裝高度要一致，冷凝器至上下取壓口的取壓短管坡度要保證凝結水回流至取壓口，短管上的一次截止閥要水平安裝。
4儀表管和變送器布置
一般來講在流量測量裝置安裝前，變送器的保護箱位置已經安裝。因此，變送器保護箱布置要考慮介質、儀表管長度盡量短等因素。液體和蒸汽流量差壓變送器*好布置在流量裝置下方，風粉流量差壓變送器布置在裝置上方。
敷設儀表管路時一定要注意坡度。風粉流量取壓短管與儀表管的連接*好采用接頭方式，這樣便于進行儀表管路嚴密性試驗。
另外，對于水和蒸汽流量，在變送器投用前，排污的時間*好長一些，將儀表管道內的污物排盡。
5、預控建議
5.1盡早訂貨
盡早訂貨的目的是早些拿到廠家的流量計算書。*好采用EXCEL表格，列出所有節流裝置的清單，并根據計算書的數據和EXCEL的函數功能，自動計算出所需要檢查的數據，方便測量檢查之用。及時對到貨的設備進行檢查，早發現問題早解決。節流裝置如是主設備廠家配供的，也要及早通知廠家提供流量計算書和供貨。
5.2加強知識培訓
就筆者所接觸到的多家電力工程建設公司（施工單位）來說，真正深入了解流量測量裝置（特別是節流裝置）的專業人員不多，認識水平一般僅停留在按照設計圖紙定位、進出口方向和取壓口方位等層面。因此，要做好相關機務、熱控人員的流量測量裝置知識培訓工作，這些人員至少應包括：質檢員、專工、技術員。
5.3明確職責、專業配合
在施工組織設計或施工作業指導書中就要明確關于流量測量裝置安裝的機務和熱控專業職責范圍。要具體到開箱驗收、圖紙核對、定位、檢查及數據的記錄、檢查及安裝時的相互通知和配合等。
5.4仔細核對圖紙
當收到廠家的流量計算書后，要及時核對設計圖紙中流量測量裝置安裝位置是否滿足廠家的要求。一般根據廠家給出的前后直管段長度所確定的安裝位置是流量測量*佳位置，在現場條件滿足的情況下，盡可能按照廠家的要求定位。
5.5做好施工交底
安裝流量測量裝置前要做好技術交底工作。交底的主要內容應包括：
1）對裝置本身檢查的項目和必須測量的數據并做好記錄；
2）先管道沖洗再割管焊接，還是先割管焊接法蘭再沖洗管道；
3）對前后直管道檢查的項目和必須測量的數據并做好記錄；
4）安裝過程中對裝置的保護措施；
5）測量裝置的進出口方向；
6）取壓口的數量和方位；
7）焊接或法蘭連接注意事項；
8）冷凝器的安裝注意事項等。
5.6及時聯系廠家和設計院
在檢查和安裝過程中，發現問題要及時聯系廠家或設計院解決，不能圖省事，抱著按設計圖安裝上去就可以了的態度。比如：安裝位置需要調整；前后直管段確實不夠長；墊片的材質不能滿足要求；風道內支撐過近需要割除等問題。
5.7加強質量控制
流量測量裝置安裝的質量控制是施工單位質檢部門和監理的職責，應做好施工前、施工中的質量檢查和測量數據核對，把好質量關，對施工中出現的問題及時予以糾正，特別是要及時阻止先安裝節流件再進行管道清洗的行為。
6、結論
在火力發電廠，流量測量信號的準確性較為重要，流量測量裝置的安裝要求更高。通過本文對流量測量裝置在安裝過程中可能出現的問題描述提出預控建議，希望能為施工單位在施工技術管理方面提供參考，避免在以后的施工過程中出現類似的問題。