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涡街流量计进行蒸汽测量时需要注意那些要求 流量计常见问题解决方法

时间:2020-07-24    来源:仪多多仪器网    作者:仪多多商城     

蒸汽亦称“水蒸气”。根据压力和温度对各种蒸汽的分类为:饱和蒸汽,过热蒸汽。蒸汽在工业生产有着非常重要的作用,主要用途有加热/加湿;产生动力;作为驱动,电厂发电也是通过加热水产生蒸汽进行。
 
过热蒸汽:如果把饱和蒸汽继续进行加热,其温度将会升高,并超过该压力下的饱和温度。这种超过饱和温度的蒸汽就称为过热蒸汽。过热蒸汽有其本身的应用领域,如用在发电机组的透平,通过喷嘴至电机,推动电机转动。但是过热蒸汽很少用于工业制程的热量传递过程,这是因为过热蒸汽在冷凝释放蒸发焓之前必须先冷却到饱和温度,很显然,与饱和蒸汽的蒸发焓相比,过热蒸汽冷却到饱和温度释放的热量是很小的,从而会降低工艺制程设备的性能。
 

涡街流量计特点

目前蒸汽流量及有很多种,涡街流量计、孔板流量计、容积式流量计、贯流式流量计等等,越是精度高的对外界条件要求也就越高,不如说压力和流量需要稳定或恒定,至少是波动范围小的。涡街流量计目前已成为测量蒸汽流量主流的流量仪表之一,其特点是压力损失小,量程范围大,精度高,在测量工况体积流量时几乎不受流体密度、压力、温度、粘度等参数的影响。无可动机械零件,因此可靠性高,维护量小。仪表参数能长期稳定。涡街流量计采用压电应力式传感器,可靠性高,可在-20℃~+250℃的工作温度范围内工作。有模拟标准信号,也有数字脉冲信号输出,容易与计算机等数字系统配套使用,是一种比较先进、理想的测量仪器。
 
涡街流量计都是在单相流动状态下评定其测量性能,现在还没有以单相流标定的流量计用来测量两相流时系统变化的评定标准。但是,两相流是客观存在的,它对流量测量的影响也是无法避免的,尽管困难较多,人们还是在想方设法研究其对流量测量影响的机理,并采取相应的对策,提高流量测量精度。

 





 涡街流量计测量蒸汽流量难点:

干蒸汽在长距离输送过程中,会因热量损失而出现部分凝结,导致蒸汽干度降低,变成湿蒸汽。水平管中气液两相流动结构同气液两相体积比及流动速度有关,在蒸汽管道中,由于凝结水在湿蒸汽中的体积比毕竟很小,这使得从水平管道底部引出的疏水管,能收到很好的疏水效果。当流速特别高的时候,也会表现为环状流动,即管壁上有液膜,管道中心部分为带液滴的气核,由于水平流动时重力的影响作用,下部液膜要比上部管壁的厚,在垂直上升管道中,气液两相流动的基本结构有细泡状流动结构、弹状流动结构、块状流动结构、带纤维的环状流动结构和环状流动结构。
 
但是由于凝结水在湿蒸汽中的体积比较小,所以过量的水在上升管道中的流动常表现为环状流结构,但当带水量特别大的情况下,也会表现为带纤维的环状流动结构。其中,纤维状流体其实是连成条的凝结水。在垂直下降管道中的流动:在垂直下降管道中,气液两相流动的结构与作垂直上升流动时的结构很相似,但有不同,不仅流动方向相反,而且在平均流速相同的情况下,垂直下降管道中液体的流速比垂直上升管道中液体的流速快得多。

 
涡街流量计测量蒸汽想要准确应合理布置疏水器:
人们很早就发现蒸汽带水较多时,涡街流量计会出现“漏脉冲”现象,即在蒸汽流速平稳的情况下,涡街流量计应有与流速成正比的稳定的脉冲输出。但是有时却发现仪表的输出脉冲却莫明其妙地少了,从记录到的输出脉冲在二维坐标上的分布情况也能清楚看出,应当近似均匀分布的脉冲却在某一处少一个脉冲,严重的时候,是少了很多脉冲,zui严重的时候是完全没有脉冲。这可能同分布不均匀的体积较大的液滴撞击在旋涡发生体上,抑制了涡列的形成有关。
 
疏水点的合理布置对充分疏水有关键性的作用,湿蒸汽就属性而言是两相流体,但在湿度不高的情况下,可将其当作单相流体并用一般的流量计进行测量。蒸汽严重带水,将使涡街流量计出现“漏脉冲”现象,更严重时,涡街流量计会完全没有脉冲输出。对于蒸汽严重带水影响涡街流量计正常测量的情况,常用的处理方法是在涡街流量计上游的适当位置充分疏水。合理布置疏水器,使湿蒸汽的干度尽量提高,能保证涡街流量计正常测量。

一、流量计选型原则

选择流量计的原则首先是要深刻地了解各种流量计的结构原理和流体特性等方面的知识,同时还要根据现场的具体情况及考察周边的环境条件进行选择。也要考虑到经济方面的因素。一般情况下,主要应从下面五个方面进行选择: ① 流量计的性能要求;② 流体特性;③ 安装要求;④ 环境条件;⑤ 流量计的价格。

二、流量计的选择

1、浆液流量测量的选择 应用于含颗粒纤维浆液的可选的流量计有:差压式流量计中有弯管、楔型管、电磁流量计、多普勒法超声流量计、涡街流量计、靶式流量计、科里奥利质量流量计等。根据目前国内流量计的使用状况和各种流量计的测量性能来看,对测量浆液流量电磁流量计,除非所测量的浆液是非导电的或含有铁磁性颗粒,以及测量管道系统不允许截断以接入流量传感器,才选择其他流量计。据报道测量煤粉含量高达65%水煤浆流量的多年应用经验,认为还是电磁流量计。 差压式流量计可用于测量浆液的差压传感器除弯管、楔型管还有环形管,固相较少时还可用圆缺孔板、偏心孔板,文丘里管也有用于测量的实例。 多普勒法超声流量计是可不截断管道在管外夹装超声换能器(探头)即可测量,但测量准确度不高。 涡街流量计只能测量含有少量粉状固形物,固相含量较多或是纤维状会产生噪声而无法使用。 靶式流量计有用于含煤粉的重油或渣油等液流,是采用应变式靶式流量计。

2、对于封闭管道液体大流量测量的选择 这里说的大流量不是指某一管径流速较高时的“相对大流量”而是说流量值的大流量。由于管道输送液体的流速有一定的范围,低粘度液体常用的经济流速为1~3m/s,因此,这里说的“大流量”测量是说大管道流量测量。 一般来讲,DN300以下管径的流量计称为中小管径流量计,DN300~ DN400以上的称为大管径流量计,DN1200以上的称为特大管径流量计。通常特大管径液体流量测量主要为水,除了水以外还有石油产品。一般大管径流量计有差压式流量计、电磁流量计、超声流量计和插入式的流量计,DN300~ DN500的还有容积式流量计和涡轮流量计。 (1)安装条件 安装条件主要是根据测量方法是否可以允许切断管流,暂停运行,是否可以允许在管道上打孔,是否允许切断管流安装流量传感器。 如果允许切断管流安装流量传感器,可以选择电磁流量计、带测量管段的超声流量计、容积式流量计和涡轮流量计。 如果允许在管道上打孔可以选择外插换能器超声流量计和插入式流量计。 如果上述要求都不允许,就只能选择外夹装换能器超声流量计。 (2)测量准确度要求 对于要求测量准确度高的、是不导电液体的可选择带测量管段的超声流量计、多声道的超声流量计、容积式流量计和涡轮流量计,如果是导电液体还可选择电磁流量计。 对于像控制配比,测量准确度要求低一些的可选择差压式文丘里管、外夹装换能器超声流量计。测量准确度要求低的可选择插入式流量计。 (3)压力损失(泵送能耗费用) 大流量测量的泵送能耗费用在流量测量运行成本中占有相当大的比例,压力损失和(泵送能耗费用)比如较大的为差压式文丘里管,容积式流量计和涡轮流量计。较小的为插入式流量计,没有压力损失的为电磁流量计。

3、蒸汽流量测量的选择 蒸汽流量测量从测量技术上分为两类,一类为过热蒸汽和高干度(干度x=0.9以上)的饱和蒸汽,另一类为低干度饱和蒸汽。前一类可以作为单相流体处理,而后一类则为两相流。由于目前所有的流量计只适用于单相流体,因此,低干度饱和蒸汽尚需进行深入的研究。 (1)过热蒸汽和高干度饱和蒸汽的流量测量 常用的流量计有:节流式差压式流量计,该流量计目前仍是测量蒸汽流量的主要仪表,为适应需要在技术上也有了心得发展,。比如把节流装置、差压变送器及三阀组组成一体成为一体式节流流量计,该节流流量计解决了差压信号管路易出故障的缺点。还有采用定植节流件,用标准喷嘴代替标准孔板,因为喷嘴和孔板相比较,喷嘴的流出系数稳定,不会因为边缘锐角变钝使流出系数发生变化,压损也比孔板低,一般在同样流量及值时压损约为孔板的30%~50%。 涡街流量计测量中温,即200℃以下,应用于蒸汽应该说已经趋于成熟,是目前常用于蒸汽测量的一类流量计。但是一定要注意低干度介质将使其仪表系数偏离检测值而增大测量误差。 均速管流量计、分流旋翼式流量计在准确度要求不太高的内部管理分配上应用还是可以的,因为使用比较便宜、简洁,适应于中小流量蒸汽的测量。 (2)低干度饱和蒸汽的流量测量 一般的工业锅炉产生的饱和蒸汽在出口处为高干度(0.95以上)的饱和蒸汽,但是在长距离输送过程中,由于保温不好或间歇用汽出现不平衡情况等许多因素使干度不断下降,甚至成为含水量很高的湿蒸汽,即成为气、水两相流体。这两相流体的流动特性与单相流是有着本质区别。在单相流中检测的流量计仪表系数或流出系数是不能用于两相流测量的。比如对孔板流量计进行的两相流试验中的流出系数必须进行干度修正。因此,在低干度饱和蒸汽的流量测量中,干度参数是必须测量的一个参数。遗憾的是目前还没有成熟的干度计出现。另外其他各类流量计的仪表系数的干度修正都尚未进行深入研究。只有解决这个问题,才能测量低干度饱和蒸汽的流量。

涡轮流量计的选型要求

  涡轮流量计正确选型才能保证涡轮流量计更好的使用。选用什么类别的涡轮流量计应根据被测流体介质的化学性质和物理性质来决定!使涡轮流量计的口径、衬里的材料、流量范围、电极的材料和输出电流等!符合被测介质的性质和流量测量的要求。

  (1)用于过程控制的场合

  根据控制要求选择不同精度等级;有些仅仅是检测一下过程流量,无需做精确控制和计量的场合,可以选择精度等级稍低的,如1.5级、2.5级,甚至4.0级,这时可以选用价格低廉的插入式涡轮流量计。

  如果用于产品交接、贸易结算和能源计量的场合,应该选择精度等级高些,如1.0级、0.5级,或者更高等级0.2级。

  (2)测量的介质

  涡轮流量计测量介质流速、仪表量程与口径测量一般的介质时,涡轮流量计的满度流量可以在测量介质流速0.5—12m/s范围内选用,范围比较宽。

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