今天我們將對(duì)用渦街流量計(jì)測(cè)量水蒸汽進(jìn)行探討，以求獲得一種經(jīng)濟(jì)適用的測(cè)量方法。在化工生產(chǎn)過程中，經(jīng)常需要對(duì)水蒸汽的流量進(jìn)行測(cè)量。而影響蒸汽流量測(cè)量的因素較多。水經(jīng)過加熱蒸發(fā)變成飽和蒸汽，飽和蒸汽的溫度與壓力之間存在著對(duì)應(yīng)關(guān)系。將飽和蒸汽再加熱就成了過熱蒸汽，這時(shí)溫度和壓力不再呈一一對(duì)應(yīng)關(guān)系。由于它的溫度高，能滿足生產(chǎn)需要，且在傳輸中不易發(fā)生相變，因此我們?cè)谏a(chǎn)中測(cè)量的多是過熱蒸汽。
測(cè)量過熱蒸汽常用質(zhì)量流量表示，單位為kg/h或t/h。蒸汽的質(zhì)量流量與蒸汽的密度相關(guān)，而密度又受蒸汽的壓力及溫度影響。蒸汽的測(cè)量必須跟蹤壓力及溫度的變化，否則帶來很大的測(cè)量誤差。為了準(zhǔn)確地測(cè)量蒸汽流量，必須同時(shí)測(cè)量蒸汽的溫度和壓力，再換算出蒸汽的密度，從而得到蒸汽的流量。這便是我們所說的溫壓補(bǔ)償，溫壓補(bǔ)償是測(cè)量蒸汽質(zhì)量流量不可缺少的環(huán)節(jié)。
流量?jī)x表的選擇
測(cè)量蒸汽流量的儀表有多種，我們必須對(duì)其經(jīng)濟(jì)性和適用性進(jìn)行權(quán)衡，既要兼顧準(zhǔn)確性，又要考慮使用成本和維護(hù)成本。測(cè)量蒸汽流量的儀表主要有標(biāo)準(zhǔn)孔板、均速管、彎管、浮子式流量計(jì)、熱式質(zhì)量流量計(jì)等。
zui早人們普遍采用標(biāo)準(zhǔn)孔板來測(cè)量蒸汽流量，同時(shí)安裝測(cè)溫點(diǎn)和測(cè)壓點(diǎn)來進(jìn)行溫壓補(bǔ)償，但其測(cè)量過程所需儀表過多，人們嫌麻煩，常常缺少了溫度或壓力補(bǔ)償這個(gè)環(huán)節(jié)，造成很大的測(cè)量誤差。且用孔板來測(cè)量蒸汽，壓力損失較大，運(yùn)行費(fèi)用高；導(dǎo)壓管、三組閥及連接頭容易泄漏；且在冬季需對(duì)導(dǎo)壓管進(jìn)行保溫，維護(hù)成本高。后來人們采用熱式質(zhì)量流量計(jì)測(cè)量蒸汽流量，測(cè)量精度高，維護(hù)成本低，但用熱式質(zhì)量流量計(jì)測(cè)量蒸汽流量，投入費(fèi)用高，且不能在溫度高的情況下工作，使用受到限制。
而渦街流量計(jì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，直接安裝于管道上，壓力損失小，克服了壓力傳輸中的泄露問題，也不需要采取保溫措施；安裝使用方便，測(cè)量準(zhǔn)確度高，使用成本低，維護(hù)工作量小，具有其它流量測(cè)量?jī)x表不可比擬的許多優(yōu)點(diǎn)，得到了廣泛的應(yīng)用。
渦街流量計(jì)測(cè)量原理及其特點(diǎn)
渦街流量計(jì)是根據(jù)卡門渦街原理來進(jìn)行測(cè)量的，液體流過渦街流量計(jì)的漩渦發(fā)生體時(shí)，產(chǎn)生上下交的兩列旋渦，漩渦的頻率與流體的流速有關(guān)，通過測(cè)量漩渦的頻率f就可計(jì)算出流體的流速v，流量q=vA，，式中A為流過漩渦發(fā)生體的橫截面積。渦街流量計(jì)由于有其它流量測(cè)量?jī)x表不可相比的優(yōu)點(diǎn)，得到了廣泛的應(yīng)用。有取代差壓式流量計(jì)的趨勢(shì)。
其特點(diǎn)如下：
?。?）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠；
?。?）無須維護(hù)，使用成本低；
?。?）克服了管路泄漏現(xiàn)象；
?。?）應(yīng)用范圍廣；
?。?）壓力損失小；
用渦街流量計(jì)測(cè)量蒸汽流量注意事項(xiàng)
?。?）密度補(bǔ)償問題：
雖然渦街流量計(jì)測(cè)得的體積流量不受溫度壓力的影響，但實(shí)際應(yīng)有中蒸汽的流量是用質(zhì)量來計(jì)量的，因此必須通過溫度壓力補(bǔ)償?shù)玫秸羝拿芏?。有些公司生產(chǎn)的渦街流量?jī)x表，例如LUGB智能型渦街流量計(jì)，可顯示溫度和壓力測(cè)量值，智能儀表已將溫度壓力對(duì)應(yīng)的密度表置入內(nèi)存中，通過智能儀表CPU查詢，查得密度，換算后求出質(zhì)量流量。智能型渦街流量計(jì)的使用，比差壓式流量計(jì)簡(jiǎn)單可靠，投入費(fèi)用和維護(hù)費(fèi)用低，優(yōu)越性很明顯，是大家都樂于采用的方法。
如果所采用的渦街流量計(jì)沒有溫壓補(bǔ)償功能，有兩種處理辦法，其一是在渦街流量?jī)x表參數(shù)設(shè)置項(xiàng)設(shè)置好蒸汽的密度，由渦街流量表得出質(zhì)量流量，如E+H的渦街流量計(jì)，在參數(shù)設(shè)置項(xiàng)中設(shè)置蒸汽的密度，流量?jī)x表得到質(zhì)量流量；缺點(diǎn)是密度并非實(shí)測(cè)值，造成測(cè)量誤差。如果工況穩(wěn)定，又熟知其工況下的密度，對(duì)測(cè)量的要求又不高，這不失為一種簡(jiǎn)便可行的方法。還有一種辦法是將渦街流量計(jì)測(cè)出的體積流量，和在同一管道上測(cè)得的溫度、壓力輸入到DCS（集散控制系統(tǒng)）系統(tǒng)，由計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理，得出質(zhì)量流量。工藝操作人員在操作站上看到的是蒸汽的質(zhì)量流量。如果選購(gòu)新的儀表盡量采用具有自動(dòng)溫壓補(bǔ)償功能的渦街流量計(jì)，如果利用現(xiàn)有渦街流量計(jì)測(cè)蒸汽的質(zhì)量流量，上述兩種方法未嘗不可。
?。?）渦街流量計(jì)也有直管段的要求，一般為前10D，后5D，D為管道直徑。
（3）渦街流量計(jì)盡量安裝在遠(yuǎn)離振動(dòng)源和強(qiáng)電磁干擾的地方，如無法避免振動(dòng)，必須采用減震裝置，減少管道振動(dòng)對(duì)渦街流量計(jì)的影響。
?。?）蒸汽計(jì)量?jī)x表不能安裝在整套管路zui低處，防止冷凝液的積存，造成測(cè)量誤差。
?。?）蒸汽干度的問題。測(cè)量蒸汽流量常認(rèn)為蒸汽為完全干燥。但是，蒸汽并非完全干燥，總帶有一定水分，如果不考慮蒸汽干度的影響，測(cè)出的流量會(huì)有誤差。渦街流量計(jì)應(yīng)該具有設(shè)置蒸汽干度的功能。但在實(shí)際工況確定蒸汽的干度也很困難?？梢圆捎玫霓k法就是提高蒸汽流量計(jì)入口處的蒸汽品質(zhì)，采取保溫措施，保證蒸汽的過熱度，則能改進(jìn)渦街流量計(jì)的測(cè)量精度。
?。?）zui好是采用分離式的渦街流量計(jì)，顯示部分安裝在離蒸汽管道較遠(yuǎn)的保護(hù)箱中，既保護(hù)了儀表，又便于操作。如我公司使用的E+H公司生產(chǎn)的渦街流量計(jì)測(cè)量蒸汽流量，便是采用了分離式的結(jié)構(gòu)。
（7）渦街流量計(jì)的維護(hù)。由于渦街流量計(jì)長(zhǎng)期被高溫、高壓的水蒸汽沖擊，很容易造成旋渦發(fā)生體磨損，電子器件老化等，因此需要經(jīng)常維護(hù)和定期檢修。
渦街流量計(jì)不足之處
同時(shí)渦街流量計(jì)也存在以下一定的局限性，需要我們?cè)谑褂弥凶⒁狻?/p>
?。?）渦街流量計(jì)測(cè)量蒸汽流量不適用于大口徑管道，建議采用均速管等流量測(cè)量?jī)x表。
?。?）渦街流量計(jì)對(duì)振動(dòng)較為敏感，在振動(dòng)較大的管道安裝渦街流量計(jì)時(shí)，管道要有一定的減震措施，如果不能有效地克服振動(dòng)，就只能選用其它型號(hào)的流量測(cè)量?jī)x表，如孔板，彎管流量計(jì)等。
?。?）管道中蒸汽的流速一般都比較大。在正常條件下，蒸汽在管道中的流速在40～70m/s之間。有時(shí)蒸汽的流速高達(dá)100m/s以上也不鮮見。高速的蒸汽對(duì)于渦街流量計(jì)的漩渦發(fā)生體產(chǎn)生沖擊，造成磨損。使測(cè)量結(jié)果產(chǎn)生較大的誤差。這是渦街流量計(jì)的局限性，這與其測(cè)量原理有關(guān)，如果蒸汽的沖擊力很大，需要采用其它類型的流量測(cè)量?jī)x表。
其實(shí)用于測(cè)量蒸汽流量的儀表也各有特點(diǎn)，因此，選用合適的儀表，用適當(dāng)?shù)姆椒ㄟM(jìn)行水蒸汽流量的測(cè)量是一項(xiàng)重要內(nèi)容。以上的詳細(xì)了解是為了便于我們?cè)诿鎸?duì)眾多的流量計(jì)時(shí)如何根據(jù)產(chǎn)品本身的特點(diǎn)和性質(zhì)選擇zui適合的。
渦街流量計(jì)在管道內(nèi)沒有液體流動(dòng)時(shí)，由于管線振動(dòng)所產(chǎn)生的噪聲使接收器反常地計(jì)數(shù)，這時(shí)就應(yīng)該對(duì)儀表進(jìn)行靈敏度調(diào)節(jié)?！ ?、放大器增益的調(diào)整 一般情況下無需對(duì)渦街流量計(jì)放大器的增益進(jìn)行調(diào)整，除非在更換了傳感器之后。通過放大器板A上的AMP電位計(jì)調(diào)節(jié)放大器增益，在示波器上監(jiān)視放大后的渦流波形，在最小流量時(shí)，渦流波形的峰值約為100mVP-P?！ ?、觸發(fā)電平的調(diào)整 觸發(fā)電平的增加(脈沖發(fā)生的靈敏度)，會(huì)使流量的靈敏度減小。在管道內(nèi)沒有任何液體流動(dòng)時(shí)，因管線振動(dòng)，脈動(dòng)流動(dòng)出現(xiàn)噪聲而造成不正常脈沖發(fā)生可以通過增加觸發(fā)電平有效地進(jìn)行處理。 通過渦街流量計(jì)放大器板上的TRG電位計(jì)可調(diào)節(jié)觸發(fā)電平，放大的渦流波形的峰值無論何時(shí)超過預(yù)先確定的觸發(fā)電平，都能轉(zhuǎn)換成一個(gè)脈沖。因此，由于增加觸發(fā)電平，流量靈敏度就會(huì)減小?！ ‘?dāng)觸發(fā)電平80mVP-P變到350mVP-P，其結(jié)果的靈敏度將是80/350=1/4.4(靈敏度比率)倍。 當(dāng)改變靈敏度時(shí)，結(jié)果的最小流量(可測(cè)的低限流量)約為1/(靈敏度的開平方乘以標(biāo)準(zhǔn)的最小流量)。 3、零點(diǎn)調(diào)整 渦街流量計(jì)正確的接線，通過低頻信號(hào)發(fā)生器給渦街流量計(jì)輸入幅度為零的信號(hào)，調(diào)整零點(diǎn)調(diào)節(jié)電位計(jì)，數(shù)字萬(wàn)用表的顯示值應(yīng)為4mA?！ ?、滿量程的調(diào)整 如果不知道儀表的滿量程頻率，可通過最大流量，計(jì)算出滿量程頻率乙來調(diào)校儀表，其關(guān)系式為： fmax=KQQmax 正確的接線，渦街流量計(jì)用信號(hào)發(fā)生器輸出信號(hào)至電荷放大器，加大輸入信號(hào)幅值，轉(zhuǎn)換輸出方波，改變信號(hào)發(fā)生器的輸出頻率，直到頻率計(jì)上顯示的值是按上式計(jì)算出的滿量程頻率為止。此時(shí)，固定頻率不變，并調(diào)整量程電位計(jì)，數(shù)字萬(wàn)用表的示值為20mA時(shí)為止。
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