选用涡街流量计测量冰盐水冷量时,应注意以下几个问题:
(1)注意选择通径合适的涡街流量计,根据实际的流量范围,选择量程;
(2)选择良好的安装位置,以减小环境中其他设备对涡街流量计产生的电磁和振动干扰;
(3)注意仪表转换器的防潮保护,因为仪涡街流量计表安装在低温官道上,工作温度较低,转换器内的潮气极易凝露,使电子元器件和印刷导线之间绝缘电阻降低,影响仪表的电气性能,为此应采取下列措施:
①转换器内端子板地接线端应涂敷绝缘乳胶,使裸露的端子与潮气隔离,防止绝缘阻抗降低;
②仪表出厂前,转换器内的各印刷电路板应喷涂防潮漆,加强对电子元器件的保护;
③在转换器内合适的位置,放置小包装的除湿剂;
④加强转换器进线口、出现口和前后端盖地密封,防止环境中的潮气进入转换器内。
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最低处,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、可以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。
智能涡街流量计是以全新的设计理念,将温度、压力、流量信号集于一体,通过智能数字处理器将三种信号混合处理后输出一个补偿后的标准流量,从而实现了对气体、蒸汽的温压补偿功能。由于采用了智能一体化的设计理念,因此,温压补偿智能型涡街流量计具有结构紧凑、安装使用维护方便的特点。
下面介绍智能涡街流量计工作原理:
在流体中设置三角柱型旋涡发生体,则从旋涡发生体两侧交替地产生两列有规则的旋涡,这种旋涡称为卡门原理,如图(一)所示。
在漩涡发生体中装入电容检测探头或压电检测探头及相应匹配电路,即可构成电容检测式空气流量/传感器或压电检测式煤气流量传感器。
图(一)旋涡列在旋涡发生体下游非对称地排列。设旋涡的发生频率为f,被测介质来流的平均速度为V,旋涡发生体迎流面宽度为d,表体通径为D,根据卡曼空气原理,有如下关系式:
f=St.V/〔(1-1.25d/D)d〕
式中:f-发生体一侧产生的卡门旋涡频率
St-斯特罗哈尔数
V-流体的平均流速
d-柱体流面宽度
D-管道内径
在曲线表中St=0.17的平直部分,漩涡的释放频率与流速成正比,即为空气流量传感器测量范围度。只要检测出频率f就可以求得管内流体的流速,由流速V求出体积流量。
Q=3600f/K或M=ρ3600f/K
式中:K=仪表常数(1/m3)。
M=质量流量
Q=体积流量(m3/h)
ρ=介质密度(kg/m3)
F=频率Hz
智能涡街流量计结构
智能涡街流量计由传感器和转换器两部分组成,如图3所示。传感器包括旋涡发生体(阻流体)、检测元件、仪表表体等;转换器包括前置放大器、滤波整形电路、D/A转换电路、输出接口电路、端子、支架和防护罩等。近年来智能式流量计还把微处理器、显示通讯及其他功能模块亦装在转换器内。
旋涡发生体是检测器的主要部件,它与仪表的流量特性(仪表系数、线性度、范围度等)和阻力特性(压力损失)密切相关,对它的要求如下。
1)能控制旋涡在旋涡发生体轴线方向上同步分离;
2)在较宽的雷诺数范围内,有稳定的旋涡分离点,保持恒定的斯特劳哈尔数;
3)能产生强烈的涡街,信号的信噪比高;
4)形状和结构简单,便于加工和几何参数标准化,以及各种检测元件的安装和组合;
5)材质应满足流体性质的要求,耐腐蚀,耐磨蚀,耐温度变化;
6)固有频率在涡街信号的频带外。
已经开发出形状繁多的旋涡发生体,它可分为单旋涡发生体和多旋涡发生体两类,如图4所示。单旋涡发生体的基本形有圆柱、矩形柱和三角柱,其他形状皆为这些基本形的变形。三角柱形旋涡发生体是应用广泛的一种,如图5所示。图中D为仪表口径。为提高涡街强度和稳定性,可采用多旋涡发生体,不过它的应用并不普遍。
智能涡街流量计外型简洁,测量精度高,性能稳定,具有多种安装、供电、信号输出方式,可提供特殊管道及工况定制,产品选型,现场工控自动化设计等.