渦街流量計在飽和蒸汽測量中應用

飽和蒸汽流量測量在80年代人們普遍采用標準孔板流量計,但從流量儀表發(fā)展狀況來看,孔板流量計盡管其歷史悠久、應用范圍廣。人們對他的認識也最充分，實驗數(shù)據(jù)最完全，但用標準孔板流量計來測量飽和蒸汽流量，它仍存在一些不足之處：其一，壓力損失較大;其二，導壓管、三組閥及連接頭容易泄漏;其三，量程范圍小，一般為3：1，對流量波動較大易造成測量值偏低。而渦街流量計具有結構簡單，渦街變送器直接安裝于管道上，克服了管路泄漏現(xiàn)象。另外，渦街流量計的壓力損失小，量程范圍寬，對飽和蒸氣測量量程比可達30：1。因此，隨著渦街流量計測量技術的成熟，渦街流量計的使用越來越受到人們的青睞。

測量原理

渦街流量計是應用流體振蕩原理來測量流量的，流體在管道中經(jīng)過渦街流量變送器時，在三角柱的漩渦發(fā)生體后上下交替產(chǎn)生正比于流速的兩列旋渦，旋渦的釋放頻率與流過漩渦發(fā)生體的流體平均速度及漩渦發(fā)生體特征寬度有關，可用下式表示：

式中：f為旋渦的釋放頻率，Hz; v為流過漩渦發(fā)生體的流體平均速度，m/s;d為旋渦發(fā)生體特征寬度，m;St為斯特羅哈數(shù)，無量綱，它的數(shù)值范圍為0.14-0.27。St是雷諾數(shù)的函數(shù)，St=f(1/Re)。

當雷諾數(shù)Re在102-105范圍內(nèi)，St值約為0.2，因此，在測量中，要盡量滿足流體的雷諾數(shù)在102-105，旋渦頻率f=0.2v/d。

因此可知，通過測量旋渦頻率就可以計算出流過漩渦發(fā)生體的流體平均速度v，再由式q=vA可以求得流量q，其中，A為流體流過漩渦發(fā)生體的截面積。

當旋渦在發(fā)生體兩側產(chǎn)生時，利用壓電傳感器測處于流體流向垂直的交變升力變化，將升力的變化轉換為電的頻率信號，再將頻率信號進行放大和整形，輸出到二次儀表，進行累積，顯示。

渦街流量變送器的選擇

由于渦街流量計量程范圍寬，因此，在實際應用中，一般主要考慮測量飽和蒸氣的流量不低于渦街流量計的下限，也就是說必須滿足流體流速不低于5m/s。根據(jù)用汽量的大小選用不同口徑的渦街流量變送器，而不能以現(xiàn)有的工藝管道口徑來選擇變送器口徑。

壓力補償用壓力變送器的選擇

由于飽和蒸汽管路長，壓力波動較大，必須采用壓力補償，考慮到壓力、溫度及密度的對應關系，測量中只采用壓力補償即可。

顯示儀表選擇

顯示儀表智能流量顯示儀，具有溫壓補償、瞬時流量顯示和累積流量的積算功能。

渦街流量的參數(shù)設定

儀表系統(tǒng)的設定，合肥儀表總廠需設定的儀表系數(shù)K可用下式表示：

K=1000/K0式中：K0為渦街發(fā)生體在出廠時標定的儀表常數(shù)，L/脈沖;K的單位為脈沖數(shù)/m3。

壓力補償壓力變送器的量程設定。壓力、流量報警上限設定。

渦街流量計的安裝

渦街流量計盡量安裝在遠離振動源和電磁干擾較強的地方，振動存在的地方必須采用減震裝置，減少管道受振動的影響。

直管段的配置，前后直管段要滿足渦街流量計的要求，所配管道內(nèi)徑也必須和渦街流量變送器內(nèi)徑一致。

使用注意事項

盡量減少管道內(nèi)汽錘對渦街發(fā)生體的沖擊。振動較大而又無法消除時，不宜采用渦街流量計。渦街流量計克服了原孔板流量計諸多不足，對飽和蒸氣的測量更準確、更穩(wěn)定，維護又方便，但值得注意的是測量飽和蒸汽流體流速不得低于5m/s，否則，流量計量值會偏低。