渦街流量計
主(zhǔ)要用于工業管(guan)道介質流體的(de)流量測量,如氣(qì)體、液體、蒸氣🛀等(deng)多種介質。其特(tè)點是壓力損失(shī)小,量程範圍大(dà),精度佳,在測量(liàng)工況體積流量(liang)時幾乎不受流(liu)體密度、壓力、溫(wen)度、粘度等參數(shu)的影響。無可動(dòng)機械零件,因此(ci)可靠性👈高,維護(hù)量小。儀表參數(shù)能長期🔞穩定。渦(wō)街流量計采用(yòng)壓電應力式傳(chuán)感器,可靠性高(gāo),可在-20e~+250e的工作❤️溫(wen)度範圍内工作(zuo)。有模拟标準信(xin)号♻️,也有數字脈(mò)沖信号輸出,容(rong)易與計🆚算機等(děng)數字系統配套(tào)使用,是一種☎️理(lǐ)想的計量儀器(qì)。筆者從事計🧡量(liàng)工作多年,總結(jie)出渦街流量🌈計(ji)在實際計量過(guò)程中的一些經(jīng)驗,希望能與同(tong)行進行探讨。
1 影響因素
渦(wō)街流量計的工(gong)作原理是在流(liu)體中設置旋渦(wō)發生體🐅,從而發(fa)生體兩側交替(tì)地産生有規則(zé)的旋渦,旋渦列(liè)在旋渦發生體(ti)下遊非對稱地(di)排列,産生一定(dìng)的頻率,通過公(gong)式f=St*v/(1-1127d/D)*d,(St爲斯特勞哈(hā)爾數,爲無量綱(gāng)數,與旋渦發生(shēng)體及雷🐇諾數有(yǒu)關;v爲流速;d爲發(fa)生體迎面寬度(du);D爲公稱通徑)即(jí)可得出流速。
一(yi)般的來說,渦街(jie)流量計輸出信(xìn)号(頻率)不受流(liu)體物性🔱和組分(fèn)變化的影響,是(shi)指儀表系數僅(jin)與旋渦❗發生體(ti)形狀和尺寸以(yǐ)及雷諾數有關(guan)。它的優點是:結(jié)構簡單牢固,安(an)裝維護方便;适(shì)用多種類流體(ti),液、氣、蒸汽及部(bù)分混合相皆适(shì)用🚶;精度較高,一(yi)般達?1%R左右;流量(liàng)範圍✌️寬,可達10:1或(huò)20:1或更大;壓頭損(sǔn)㊙️失小;無零點✍️飄(piāo)移;價格相對便(bian)宜;缺點是:不适(shì)于低雷諾數🌂Re<20000的(de)情況,對高粘度(du)、低流速、小口👅徑(jìng)的使用有限制(zhì);對環境的💋要求(qiu)較高,應盡量👨❤️👨杜(dù)絕有振動的場(chǎng)所💯,且上遊側‼️需(xu)要有較長的直(zhí)管段;儀表系數(shu)較低,口徑愈大(da)愈😄低。信号分辨(bian)率降低,故口徑(jing)不宜過大,一般(ban)應用于🔱DN15~DN300。渦街流(liu)量計在測量飽(bǎo)和蒸汽(以飽和(he)蒸汽爲例)質量(liàng)流量時,因壓力(lì)波動、幹度變🧡化(hua)、振動、差壓過大(da)等因素影響☎️着(zhe)渦街流量計正(zheng)确的計量。
2 存在(zai)的問題分析
工(gōng)業現場常用質(zhi)量流量作爲測(ce)量蒸汽的流量(liang)的依🌈據,公式如(rú)下:
Qm=Qvρ
式中: ρ流體的(de)密度,kg/m3;
Qm質量流量(liàng),kg/h;
Qv體積流量,m3/h。
由上(shàng)式可知,質量流(liú)量與密度有關(guan),也就受壓力、溫(wen)度🤩、流體🎯種類、幹(gan)度、流速等因素(su)的影響,這幾種(zhong)因素直接影響(xiang)流量值的正确(què)🌍測量。
2.1 幹度變化(hua)
渦街流量計在(zai)測量飽和蒸汽(qì)時,要求飽和蒸(zheng)汽幹度🤟不☂️低于(yú)85%。但現場實際情(qíng)況時飽和蒸汽(qì)幹度在鍋爐内(nèi)就小于100%,而經管(guan)🐉道傳送一段距(jù)離後,會出現幹(gàn)度低于85%現象,它(ta)使測量值下降(jiàng)。
2.2 壓力變化大
在(zai)工業現場壓力(li)經常發生波動(dòng),壓力波動則影(yǐng)響飽和蒸汽密(mì)度。在壓力低于(yu)或高于标定值(zhi)時,直接影響質(zhi)量流量值偏高(gao)或偏低。
2.3 管道及(ji)流量計振動
管(guan)道及流量計加(jia)固不好,或流量(liàng)計靠近電動機(jī)。當電機㊙️工👌作産(chan)生振動時,通過(guò)地闆或牆體傳(chuan)到與其固定的(de)蒸汽管道上,振(zhèn)動會對渦街流(liu)量計産生幹擾(rao),使流量計測量(liàng)值偏高或造🔱成(chéng)流量誤判斷。
2.4 流(liu)量計出口側通(tōng)向大氣
在渦街(jiē)流量計出口側(ce)通向大氣,會出(chū)現前後壓差過(guo)大💔現象,這會導(dǎo)緻流速達到上(shàng)限,因此不能正(zhèng)确反映流量變(bian)化。
2.5 流量計前後(hòu)直管段安裝不(bú)符合要求
渦街(jie)流量計對安裝(zhuang)在其前後直管(guan)段有一定要求(qiú),如不符合要求(qiu),便會影響卡門(mén)渦街的正确形(xing)成,從而影響飽(bǎo)和蒸汽的🐅測量(liàng)值。如LUGB-2310型渦街流(liu)量計要求在管(guǎn)道上遊安裝一(yī)個彎頭時💋,應在(zai)渦街流量計的(de)✊上遊側配👣置長(zhang)度爲🤞大于等于(yú)20D(D爲流量計💚公稱(chēng)通徑)的直管段(duan),下遊側配置長(zhǎng)度爲大于等于(yú)5D的直管段。
3 問題(ti)的解決方法
3.1 幹(gàn)度低于85%
當飽和(hé)蒸汽幹度變化(hua)較大且低于85%時(shí),應在流量計出(chū)口側7D~8D處安❌裝一(yī)濕度變送器,并(bìng)根據可測數據(jù)按下式♍進行修(xiū)正:
V=XVg+(1-X)Vf
式中:V--濕蒸汽(qi)比容,m3/kg;
X--幹度,%;
Vg--飽和(he)蒸汽的比容,m3/kg;
Vf--水(shui)的比容,m3/kg;
(1-X)--濕度,%。
将(jiāng)處理後的濕蒸(zheng)汽比容參與質(zhi)量流量的計算(suàn)可得🏃🏻♂️到正确的(de)數據。現在市場(chang)上的智能流量(liang)積算儀🤟,一般🚶隻(zhī)能實現壓力補(bu)償無幹度補償(chang),一旦遇到幹度(du)低于💛85%的蒸汽(飽(bǎo)和)時則不能正(zhèng)确反映質量流(liú)量值。最好采用(yong)既能對壓力補(bu)償又能對幹度(dù)補償的智能流(liú)量顯🐅示儀。
3.2 波動(dòng)的壓力
如上所(suǒ)述,由于飽和蒸(zhēng)汽對壓力、溫度(dù)、密度之間有一(yī)定的對應關系(xi),因此,隻需根據(ju)壓力變化情況(kuang)對所測流量👉密(mi)度進行修正(如(rú)查表分段補償(cháng)法等),則可以得(dé)到較爲正确的(de)測量值。
3.3 管道及(jí)流量計振動
對(dui)于管道及流量(liàng)計産生振動,應(ying)立即采取加固(gù)措施,嚴格按要(yào)求施工。若不得(dé)已要安裝在振(zhen)動較強的管道(dao)上♻️,必須采取減(jian)振措施,在傳感(gan)器的上下遊2D處(chù)分别設置管道(dao)緊固裝置,并加(jiā)防振墊。特别注(zhu)意:在空壓機出(chu)口處振動較強(qiáng),不💜能安裝傳感(gǎn)器,應安裝在儲(chǔ)氣罐之後。
3.4 流量(liàng)計出口側通向(xiang)大氣
渦街流量(liàng)計出口側直接(jie)通向大氣,容易(yì)産生流速達到(dao)上限值⭕,這是由(you)于前後壓差過(guò)大造成的。此時(shí),渦街流量計因(yin)輸出🧑🏾🤝🧑🏼模拟信号(hào)(4~20)mA或脈沖信号超(chāo)限,因♻️此,系統🌏不(bu)能正确反映測(ce)量值。爲此,應嚴(yan)格限制飽和蒸(zhēng)汽流速使之低(dī)于上限,或在上(shang)遊側前面加整(zhěng)✨流器。在條件允(yun)許的情況下也(yě)可采用提高背(bèi)壓的方法。
3.5 直管(guan)段安裝不符合(hé)要求
對于直管(guǎn)段的安裝一定(dìng)要嚴格按照規(gui)範執行,不能因(yin)爲環境條件不(bu)允許或者施工(gong)方便随便安裝(zhuang)流量計,這🈚樣才(cái)能保🚶證渦街流(liu)量計的正确計(jì)量。此外,對流❗量(liang)計應定期檢查(cha)校驗,并确保直(zhi)流電壓源爲24V,最(zuì)低也🍓不能不小(xiǎo)于21V。
4 結束語
以上(shàng)幾點問題和解(jie)決對策是筆者(zhě)在現場工作中(zhong)的實踐經驗,渦(wō)街流量計在使(shi)用過程中影響(xiang)測量值的原因(yin)大部分都來自(zi)于這些問題,而(er)且對這些問題(tí)的解決方法效(xiào)果都比較明顯(xiǎn)。在使用中應特(tè)别重視幹度、壓(ya)力波動、流量計(ji)出口側通大氣(qì)這些問題。而管(guan)道振動、直管段(duan)⛱️等在一般說明(ming)書均有較💜爲詳(xiáng)細介紹和規定(ding)。建議在選用渦(wō)街流量計測量(liàng)流量時,最好采(cai)用有壓力、溫度(du)、流體種類、幹度(dù)及流速補償的(de)渦街流量計,以(yǐ)達到計量正确(què)。
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