内容简介
本书是一本关于蒸汽流量测量仪表及数据采集与监控系统(SCADA系统)应用的专业书籍。从分析蒸汽的性质入手,首先详细而系统地介绍了蒸汽流量测量方法、蒸汽密度的求取、蒸汽干度的求取及精密级流量测量仪表的原理等;然后介绍蒸汽流量测量仪表应用中的设计选型,提高流量测量精确度的实用方法,蒸汽流量测量仪表的安装调试、校验与检定,流量测量准确度的现场验证,并对引起流量测量误差的常见问题和特殊问题做详细分析;最后对能源供应数据采集与监控系统的组成、功能及应用做了全面介绍。
本书适合从事蒸汽计量与流量测量仪表应用的设计、安装、调试、检定、维修技术人员,中高级仪表工和计量、能源管理人员阅读,并适合作为供热网技术、运行、管理工作者的培训教材,也可作为高等学校及职业学院教学参考书。
目录
第1章绪论001
1.1蒸汽流量测量的意义002
1.2蒸汽计量技术研究的主要任务002
1.3供热网数据采集与监控的意义004
第2章蒸汽的性质006
2.1H2O的三相点007
2.2蒸发焓008
2.3饱和蒸汽焓008
2.4蒸汽的密度和比容009
2.5蒸汽的干度009
2.6蒸汽相位图009
2.7闪蒸蒸汽010
2.8过热蒸汽011
参考文献012
第3章用差压式流量计测量蒸汽质量流量013
3.1差压式流量计在蒸汽流量测量中的地位014
3.2差压式流量计工作原理014
3.3标准差压装置的结构016
3.4标准差压装置的主要技术参数020
3.5用线性孔板差压流量计测量蒸汽质量流量023
3.6用均速管差压流量计测量蒸汽质量流量028
3.7用标准差压式流量计测量蒸汽质量流量029
3.8用双量程差压流量计测量蒸汽质量流量031
3.9双向蒸汽流量的测量035
3.10高温高压蒸汽流量的测量039
参考文献040
第4章勇涡街流量计测量蒸汽质量流量
4.1涡街流量计在蒸汽流量测量中的地位042
4.2涡街流量计工作原理042
4.3涡街流量计的主要技术参数044
4.4用涡街流量计测量蒸汽质量流量046
4.5蒸汽带水对涡街流量计的影响047
4.6超上限流速对涡街流量计的影响051
4.7流动脉动对涡街流量计的影响与对策060
4.8振动对涡街流量计的影响及处理方法068
参考文献070
第5章蒸汽密度的求取071
5.1用数学模型法求取蒸汽密度072
5.2计算机查表法076
5.3温度与压力测口位置的合理选择077
5.4饱和蒸汽应采用何种补偿080
5.5液柱高度的影响及消除081
5.6蒸汽相变对流量测量的影响082
参考文献085
第6章蒸汽干度的测量086
6.1蒸汽干度的定义及测量的意义087
6.2用取样分析法测量工业锅炉蒸汽的湿度087
6.3注汽锅炉蒸汽干度测量的意义089
6.4双差压法测量蒸汽干度的原理089
6.5体积流量计法测量蒸汽干度的原理092
6.6用盐量平衡法测量注汽锅炉蒸汽干度093
6.7用节流膨胀法测量蒸汽干度094
参考文献096
第7章蒸汽流量计的安装
7.1流量计正确安装的意义098
7.2差压式流量计的安装098
7.3涡街流量计的安装117
参考文献122
第8章典型流量显示仪表的功能与校验124
8.1流量演算器125
8.2双量程流量演算器136
8.3流量演算器的新进展138
8.4流量演算器的检查与校验142
8.5流量显示仪表校验记录示例150
8.6同步显示器153
参考文献154
第9章提高流量测量精确度的实用方法155
9.1雷诺数与测量误差的关系及补偿方法156
9.2可膨胀性系数的自动校正164
9.3孔板流量计变更量程与不确定度的变化166
9.4节流件开孔直径和管径的误差校正170
9.5配套仪表的配校及误差校正172
9.6成套流量计的校准与误差校正174
参考文献174
第10章蒸汽流量计的校准
10.1差压式流量计的检定与校准176
10.2涡街流量计的检定与校准182
10.3蒸汽流量计系统不确定度的估算186
10.4检定合格的流量计在蒸汽流量标准装置上复校不合格186
参考文献187
第11章蒸汽流量测量系统的调试及测量精确度的验证
11.1概述189
11.2差压式流量计的冷调试189
11.3差压式流量计的实流调试191
11.4涡街流量计的冷调试和实流调试192
11.5流量测量精确度的现场验证193
参考文献195
第12章能源供应网数据采集与监控系统196
12.1能源供应网SCADA系统的意义197
12.2能源供应网对SCADA系统的要求198
12.3能源供应网SCADA系统的组成200
12.4能源供应网SCADA系统的主要功能204
12.5SCADA系统应用典型案例217
参考文献222
附录223
附录A水和蒸汽性质224
附录B标准差压装置流出系数表(部分)301
附录C标准差压装置可膨胀性系数表(部分)308
附录D流动调整器310
附录E孔板流量计系统不确定度估算实例315
参考文献321
前言/序言
计量即测量,蒸汽计量即蒸汽流量测量。在蒸汽流量测量中,不同用途的测量系统对系统精确度和可调比的要求也不同,其中用于贸易交接计量的系统要求最高,对于一个具体的流量测量而言,除了上述的主要要求之外,还有其他要求,不同要求的测量任务,应采用不同的策略和方法,以满足测量任务各方面的要求。
这是一本关于流量测量仪表应用的专业书。在流量测量仪表使用现场,人们有时会发现,流体贸易交接供需双方各自装设的流量测量仪表,虽然计量检定都是合格的,但投运之后得到的计量结果却相差甚远。究其原因,是流量测量的复杂性和流体的多样性所引发。安装在同一根管道上、下游不同管段上的两套流量计,尽管流量计本身计量检定都是合格的,但若存在设计选型不合理、安装调试不合理、数据设置不合理、流体有特殊情况、测量要求太严苛或环境条件太恶劣等情况,则有可能导致得不到准确的计量结果。
随着我国节能环保事业的发展,热电联产集中供热已在全国蓬勃兴起。能源公司、热电公司、供热公司的蒸汽用户数不胜数。很多大型企业都有自己的热电厂、热电车间或锅炉房,为热用户供汽。供需双方都希望能有简单可靠、准确高效的蒸汽计量仪表,管理和维修人员渴求有专门介绍蒸汽流量仪表应用方面的专业书籍,本书就是在这个背景下编写的。
本书在介绍蒸汽性质的基础上,讨论了蒸汽质量流量和热量的测量方法,仪表系统的设计选型、计量校准、安装调试和流量测量精确度的现场验证。
在组建和运行蒸汽流量测量系统的过程中,会遇到各种各样的困难,例如流量信号传送失准,流量脉动、蒸汽严重带水引起测量误差,流量计超上限流速引起测量误差等,这些影响大多是隐蔽的,从表面现象很难察觉,本书从大约三十个实例入手,洞察、剖析其作用机理和处理方法。这些实例均来自流量测量仪表使用现场。
编著曾在大约50期的“能源计量与流量测量仪表应用”培训班中对本书中的主要内容作过讲解。在培训班上与学员的交流中,学员们提出了很多难题,编著者本着从实际出发的原则,耐心倾听,细心观察检查,深入分析研究,积极讨论切磋,科学试验求证,最终找到症结所在。这些案例分析,将使从事类似工作的技术人员掌握分析问题的技巧,少走弯路,提高工作效率和工作质量,减少浪费,使企业受益。
在本书所述的一些示例和方法中,也有一部分是编著者几十年来,在组建蒸汽流量测量系统,解决现场问题的工作中积累的点滴经验和教训。但是由于流量测量这门技术的复杂性,还会出现很多新问题,所以需要人们不断探索、不断研究、不断创新,以推动这门技术向更高水平发展。
随着计算机技术、通信技术和互联网技术的发展,计算机数据采集与监控系统在供热等能源供应网中应用得越来越普遍,而且随着人们经验的积累和技术水平的提高,流量测量系统的功能越来越丰富,对能源供应网各项管理的贡献越来越大。其功能已经从早期的基本功能如数据的实时采集、保存、统计、显示、制表等发展到全网下位机自诊断信息管理、重要监控点参数越限报警、趋势图制作、管损分析、现场仪表故障分析、预付费管理、网上发布信息管理等,为管控现代化、企业效益最大化,发挥举足轻重的作用。
在本书的编写过程中,得到多位专家和朋友的指点与帮助。在这个收获成果的美好时刻,首先要感谢斯派莎克工程(中国)有限公司的蔡方明高级工程师和张毅高级工程师,是他们提供了线性孔板差压流量计的详细资料,并对部分章节的撰写提供了极其宝贵的意见。
还要感谢上海同欣自动化仪表有限公司的何志俊软件工程师,为第12章的架构提供了指导性意见。上海同欣自动化仪表有限公司曾令飞工程师,校阅了全部书稿;姜璐女士为书稿的整理和图表的绘制付出了大量精力。
另外还要感谢参加“能源计量与流量测量仪表应用”学习班交流的所有朋友,是他们提供了流量测量仪表在现场应用的详细信息,并一起对异常情况诊断分析讨论,进行现场测试和整改,直至最终解决问题。
特别要感谢国家蒸汽流量计量烟台检定站许文达教授,花费宝贵时间审阅了全书,并提出极其重要的指导意见,从而使本书的质量更有保障。
由于编著者水平有限,加之时间仓促,书中不足之处在所难免,望读者朋友批评指正。
编著者




















