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浅析涡街流量计测量蒸汽流量的优越性
发布日期:2018-08-21
浅析涡街流量计测量蒸汽流量的优越性
今天我们将对用涡街流量计测量水蒸汽进行探讨,以求获得一种经济适用的测量方法。在化工生产过程中,经常需要对水蒸汽的流量进行测量。而影响蒸汽流量测量的因素较多。水经过加热蒸发变成饱和蒸汽,饱和蒸汽的温度与压力之间存在着对应关系。将饱和蒸汽再加热就成了过热蒸汽,这时温度和压力不再呈一一对应关系。由于它的温度高,能满足生产需要,且在传输中不易发生相变,因此我们在生产中测量的多是过热蒸汽。
测量过热蒸汽常用质量流量表示,单位为kg/h或t/h。蒸汽的质量流量与蒸汽的密度相关,而密度又受蒸汽的压力及温度影响。蒸汽的测量必须跟踪压力及温度的变化,否则带来很大的测量误差。为了准确地测量蒸汽流量,必须同时测量蒸汽的温度和压力,再换算出蒸汽的密度,从而得到蒸汽的流量。这便是我们所说的温压补偿,温压补偿是测量蒸汽质量流量不可缺少的环节。
1 流量仪表的选择
测量蒸汽流量的仪表有多种,我们必须对其经济性和适用性进行权衡,既要兼顾准确性,又要考虑使用成本和维护成本。测量蒸汽流量的仪表主要有标准孔板、均速管、弯管、浮子式流量计、热式质量流量计等。
zui早人们普遍采用标准孔板来测量蒸汽流量,同时安装测温点和测压点来进行温压补偿,但其测量过程所需仪表过多,人们嫌麻烦,常常缺少了温度或压力补偿这个环节,造成很大的测量误差。且用孔板来测量蒸汽,压力损失较大,运行费用高;导压管、三组阀及连接头容易泄漏;且在冬季需对导压管进行保温,维护成本高。后来人们采用热式质量流量计测量蒸汽流量,测量精度高,维护成本低,但用热式质量流量计测量蒸汽流量,投入费用高,且不能在温度高的情况下工作,使用受到限制。
而涡街流量计结构简单,直接安装于管道上,压力损失小,克服了压力传输中的泄露问题,也不需要采取保温措施;安装使用方便,测量准确度高,使用成本低,维护工作量小,具有其它流量测量仪表不可比拟的许多优点,得到了广泛的应用。
 
2 涡街流量计测量原理及其特点
涡街流量计是根据卡门涡街原理来进行测量的,液体流过涡街流量计的漩涡发生体时,产生上下交的两列旋涡,漩涡的频率与流体的流速有关,通过测量漩涡的频率f就可计算出流体的流速v,流量q=vA,,式中A为流过漩涡发生体的横截面积。涡街流量计由于有其它流量测量仪表不可相比的优点,得到了广泛的应用。有取代差压式流量计的趋势。
其特点如下:
(1)结构简单可靠;
(2)无须维护,使用成本低;
(3)克服了管路泄漏现象;
(4)应用范围广;
(5)压力损失小;
3 用涡街流量计测量蒸汽流量注意事项
(1)密度补偿问题:
虽然涡街流量计测得的体积流量不受温度压力的影响,但实际应有中蒸汽的流量是用质量来计量的,因此必须通过温度压力补偿得到蒸汽的密度。有些公司生产的涡街流量仪表,例如LUGB智能型涡街流量计,可显示温度和压力测量值,智能仪表已将温度压力对应的密度表置入内存中,通过智能仪表CPU查询,查得密度,换算后求出质量流量。智能型涡街流量计的使用,比差压式流量计简单可靠,投入费用和维护费用低,优越性很明显,是大家都乐于采用的方法。
如果所采用的涡街流量计没有温压补偿功能,有两种处理办法,其一是在涡街流量仪表参数设置项设置好蒸汽的密度,由涡街流量表得出质量流量,如E+H的涡街流量计,在参数设置项中设置蒸汽的密度,流量仪表得到质量流量;缺点是密度并非实测值,造成测量误差。如果工况稳定,又熟知其工况下的密度,对测量的要求又不高,这不失为一种简便可行的方法。还有一种办法是将涡街流量计测出的体积流量,和在同一管道上测得的温度、压力输入到DCS(集散控制系统)系统,由计算机进行处理,得出质量流量。工艺操作人员在操作站上看到的是蒸汽的质量流量。如果选购新的仪表尽量采用具有自动温压补偿功能的涡街流量计,如果利用现有涡街流量计测蒸汽的质量流量,上述两种方法未尝不可。
(2)涡街流量计也有直管段的要求,一般为前10D,后5D,D为管道直径。
(3)涡街流量计尽量安装在远离振动源和强电磁干扰的地方,如无法避免振动,必须采用减震装置,减少管道振动对涡街流量计的影响。
(4)蒸汽计量仪表不能安装在整套管路zui低处,防止冷凝液的积存,造成测量误差。
(5)蒸汽干度的问题。测量蒸汽流量常认为蒸汽为完全干燥。但是,蒸汽并非完全干燥,总带有一定水分,如果不考虑蒸汽干度的影响,测出的流量会有误差。涡街流量计应该具有设置蒸汽干度的功能。但在实际工况确定蒸汽的干度也很困难。可以采用的办法就是提高蒸汽流量计入口处的蒸汽品质,采取保温措施,保证蒸汽的过热度,则能改进涡街流量计的测量精度。
(6)zui好是采用分离式的涡街流量计,显示部分安装在离蒸汽管道较远的保护箱中,既保护了仪表,又便于操作。如我公司使用的E+H公司生产的涡街流量计测量蒸汽流量,便是采用了分离式的结构。
(7)涡街流量计的维护。由于涡街流量计长期被高温、高压的水蒸汽冲击,很容易造成旋涡发生体磨损,电子器件老化等,因此需要经常维护和定期检修。
4 涡街流量计不足之处   
同时涡街流量计也存在以下一定的局限性,需要我们在使用中注意。
(1)涡街流量计测量蒸汽流量不适用于大口径管道,建议采用均速管等流量测量仪表。
(2)涡街流量计对振动较为敏感,在振动较大的管道安装涡街流量计时,管道要有一定的减震措施,如果不能有效地克服振动,就只能选用其它型号的流量测量仪表,如孔板,弯管流量计等。
(3)管道中蒸汽的流速一般都比较大。在正常条件下,蒸汽在管道中的流速在40~70m/s之间。有时蒸汽的流速高达100m/s以上也不鲜见。高速的蒸汽对于涡街流量计的漩涡发生体产生冲击,造成磨损。使测量结果产生较大的误差。这是涡街流量计的局限性,这与其测量原理有关,如果蒸汽的冲击力很大,需要采用其它类型的流量测量仪表。
其实用于测量蒸汽流量的仪表也各有特点,因此,选用合适的仪表,用适当的方法进行水蒸汽流量的测量是一项重要内容。以上的详细了解是为了便于我们在面对众多的流量计时如何根据产品本身的特点和性质选择zui适合的。
扩展阅读:铭宇自控流量计

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