問題的提出
? ? ? 蒸汽在工業領域(石油、石化、化工、冶金以及園區供熱)中廣泛應用。由于蒸汽物性的特殊性,在計量方面存在諸多困難,一直是能源計量中的重點和難點,近年來,蒸汽采用能量計量是很多企業關注的熱點。
? ? ? 蒸汽采用質量流量計量作為貿易結算和企業內部考核的依據已沿用多年,但是蒸汽作為載能工質,用戶使用的是蒸汽所攜帶的熱量,而溫度、壓力不同,蒸汽所攜熱量不同,所以用質量流量不能對蒸汽能耗以及管網熱損失做出科學評估。近年在國家節能減排的新形勢下,蒸汽采用能量計量已逐步形成社會共識。
蒸汽能量計量相關標準
? ? ? GB/T34060-2017《蒸汽熱量計算方法》國家標準于2017年7月發布。該標準的發布,以國家標準形統一了我國蒸汽計量物性值(比焓、熱量等)參數計算,為能量計量創造了條件。
??????
? ? ? 《工業蒸汽計量技術要求》團體標準已于2021年1月公布。該標準是迄今為止我國內第一部關于蒸汽計量的綜合性技術標準,針對蒸汽計量中主要存在的問題,明確了蒸汽質量和能量計量的技術要求。
? ? ? 上述兩個標準的實施必將在推進科學計量方法,提升能源管理水平,促進企業節能減排方面發揮作用。
? ? ? 北京博思達新世紀測控技術有限公司承擔了以上兩個標準的主要編寫工作。
《蒸汽熱量計算方法》國家標準立項背景
? ? ? 在用流量一次儀表一般都有相應的標準和檢定規程可依(非標除外),只需按標準及檢定規程生產、檢定,就能保證一定的準確度。然而,流體物性值也直接或間接影響流量量值,并且影響因素及處理方法更為復雜。
????
? ? ? 由于以前我國沒有蒸汽物性值(密度、粘度、等熵指數等)計算方法的標準,致使蒸汽計量物性值取值方法不統一,給蒸汽的準確計量和貿易結算造成諸多困難。
????
? ? ? 因此,用國家標準形式統一蒸汽密度、比焓、熱量的計算是蒸汽能量計量不可或缺的基礎工作。 為此,2012年12月國標委批準立項(計劃編號:20121520-T-424)。該標準:GB/T34060-2017《蒸汽熱量計算方法》國家標準已發布2017年7月,2018年2月實施。
《蒸汽熱量計算方法》國家標準主要內容
本標準主要參考
IAPWS –IF97國際水和水蒸汽性質公式(International Steam Tables Properties of Water and Steam Based on the Industrial Formulation IAPWS-IF97)。
本標準適用范圍
當273.16 K (0)≤T≤623.15 K(350)時,0MPa < p≤ps (T ) Mpa(溫度T 對應的飽和水蒸氣壓力);
當623.15 K (350) <T≤1073.15(800) K時,0MPa < p≤16.5292 Mpa。
本標準給出的水蒸汽物性值
比焓、密度、比熵、聲速、動力粘度、等熵指數、水蒸汽熱量的計算方法
不確定度
水蒸汽熱量及比焓不確定度。
蒸汽能量計量原理
蒸汽能量計算
??????? 蒸汽的比焓是表征單位質量的蒸汽所具有能量的系統狀態參數,已知蒸汽的質量流量及其比焓,蒸汽熱量Q 按下式計算。
式中:
qm —— 蒸汽質量流量, 單位為千克每秒(kg/s),測量;
???? Δh″——為蒸汽溫度、壓力發生變化前后(某一裝置或設備入口與出口處)的水蒸汽的比焓之差;
——分別為蒸汽溫度、壓力發生變化前后(某一裝置或設備入口與出口處)蒸汽的比焓,單位為千焦每千克(kJ/kg)。