使用渦街流量計(jì)測量蒸汽的難點(diǎn)及解決方法
在蒸汽的計(jì)量中使用得為普遍的是渦街流量計(jì)。
蒸汽亦稱“水蒸氣”。根據(jù)壓力和溫度對各種蒸汽的分類為:飽和蒸汽,過熱蒸汽。蒸汽在工業(yè)生產(chǎn)有著非常重要的作用,主要用途有加熱/加濕;產(chǎn)生動(dòng)力;作為驅(qū)動(dòng),電廠發(fā)電也是通過加熱水產(chǎn)生蒸汽進(jìn)行。
過熱蒸汽:如果把飽和蒸汽繼續(xù)進(jìn)行加熱,其溫度將會(huì)升高,并超過該壓力下的飽和溫度。這種超過飽和溫度的蒸汽就稱為過熱蒸汽。過熱蒸汽有其本身的應(yīng)用領(lǐng)域,如用在發(fā)電機(jī)組的透平,通過噴嘴至電機(jī),推動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)。但是過熱蒸汽很少用于工業(yè)制程的熱量傳遞過程,這是因?yàn)檫^熱蒸汽在冷凝釋放蒸發(fā)焓之前必須先冷卻到飽和溫度,很顯然,與飽和蒸汽的蒸發(fā)焓相比,過熱蒸汽冷卻到飽和溫度釋放的熱量是很小的,從而會(huì)降低工藝制程設(shè)備的性能。
蒸汽流量測量的難點(diǎn):蒸汽變相問題
在測量蒸汽的過程中,因?yàn)檎羝陂L途的輸送過程中,會(huì)因熱量流失而出現(xiàn)部分凝結(jié)成水分。
水平管中氣液兩相流動(dòng)結(jié)構(gòu)同氣液兩相體積比及流動(dòng)速度有關(guān),在蒸汽管道中,由于凝結(jié)水在濕蒸汽中的體積比畢竟很小,這使得從水平管道底部引出的疏水管,能收到很好的疏水效果。
當(dāng)流速特別高的時(shí)候,也會(huì)表現(xiàn)為環(huán)狀流動(dòng),即管壁上有液膜,管道中心部分為帶液滴的氣核,由于水平流動(dòng)時(shí)重力的影響作用,下部液膜要比上部管壁的厚,。
在垂直上升管道中,氣液兩相流動(dòng)的基本結(jié)構(gòu)有細(xì)泡狀流動(dòng)結(jié)構(gòu)、彈狀流動(dòng)結(jié)構(gòu)、塊狀流動(dòng)結(jié)構(gòu)、帶纖維的環(huán)狀流動(dòng)結(jié)構(gòu)和環(huán)狀流動(dòng)結(jié)構(gòu)。但是由于凝結(jié)水在濕蒸汽中的體積比較小,所以過量的水在上升管道中的流動(dòng)常表現(xiàn)為環(huán)狀流結(jié)構(gòu),但當(dāng)帶水量特別大的情況下,也會(huì)表現(xiàn)為帶纖維的環(huán)狀流動(dòng)結(jié)構(gòu)。其中,纖維狀流體其實(shí)是連成條的凝結(jié)水。
在垂直下降管道中的流動(dòng):在垂直下降管道中,氣液兩相流動(dòng)的結(jié)構(gòu)與作垂直上升流動(dòng)時(shí)的結(jié)構(gòu)很相似,但有不同,不僅流動(dòng)方向相反,而且在平均流速相同的情況下,垂直下降管道中液體的流速比垂直上升管道中液體的流速快得多。
那么在如此復(fù)雜的情況下,如何使用渦街流量計(jì)準(zhǔn)確測量蒸汽的流量呢?
人們在很早就發(fā)現(xiàn)當(dāng)蒸汽帶水較多時(shí),渦街流量計(jì)會(huì)出現(xiàn)“漏脈沖”現(xiàn)象,即在蒸汽流速平穩(wěn)的情況下,渦街流量計(jì)應(yīng)有與流速成正比的穩(wěn)定的脈沖輸出。但是有時(shí)卻發(fā)現(xiàn)的輸出脈沖卻莫明其妙地少了,從記錄到的輸出脈沖在二維坐標(biāo)上的分布情況也能清楚看出,應(yīng)當(dāng)近似均勻分布的脈沖卻在某一處少一個(gè)脈沖,嚴(yán)重的時(shí)候,是少了很多脈沖,嚴(yán)重的時(shí)候是*沒有脈沖。這可能同分布不均勻的體積較大的液滴撞擊在旋渦發(fā)生體上,抑制了渦列的形成有關(guān)。
因此為了更準(zhǔn)確的測量蒸汽流量,在安裝渦街流量計(jì)的時(shí)候,要合理的布置疏水器。
疏水點(diǎn)的合理布置對充分疏水有關(guān)鍵性的作用,濕蒸汽就屬性而言是兩相流體,但在濕度不高的情況下,可將其當(dāng)作單相流體并用一般的流量計(jì)進(jìn)行測量。蒸汽嚴(yán)重帶水,將使渦街流量計(jì)出現(xiàn)“漏脈沖”現(xiàn)象,更嚴(yán)重時(shí),渦街流量計(jì)會(huì)*沒有脈沖輸出。對于蒸汽嚴(yán)重帶水影響渦街流量計(jì)正常測量的情況,常用的處理方法是在渦街流量計(jì)上游的適當(dāng)位置充分疏水。合理布置疏水器,使?jié)裾羝母啥缺M量提高,能保證渦街流量計(jì)正常測量。
用渦街流量計(jì)測量蒸汽時(shí)要注意什么
(1)種情況是飽和蒸汽測量,這種情況下需要對渦街流量計(jì)測得流量進(jìn)行溫度壓力補(bǔ)償,一般飽和蒸汽測量僅需補(bǔ)償壓力溫度中的一種即可,因?yàn)轱柡驼羝芏群惋柡驼羝膲毫蜏囟仁且灰粚?yīng)的,僅需測量一個(gè)壓力或溫度即可。
(2)第二種情況屬于過熱蒸汽的測量,這種時(shí)候因?yàn)檫^熱蒸汽的密度和溫度壓力都有關(guān)系,所以必須進(jìn)行溫壓補(bǔ)償,這種時(shí)候有兩種渦街流量計(jì)可以選擇
A)一種是智能型的穩(wěn)壓補(bǔ)償一體顯示的渦街流量計(jì),這種智能渦街流量計(jì),自帶溫度壓力補(bǔ)償機(jī)構(gòu),轉(zhuǎn)換器將渦街傳感器測量的體積流量,溫度,壓力信號進(jìn)行處理轉(zhuǎn)換,一體現(xiàn)場顯示。
B)另一種屬于分體結(jié)構(gòu),就是單純的渦街傳感器+溫度傳感器+壓力變送器+流量積算儀,四種組合式流量計(jì),從而達(dá)到測量的目的。
還有必須注意一點(diǎn)的就是:
高溫渦街流量計(jì)的測量必須注意安裝方式,這時(shí)候安裝渦街流量計(jì)的時(shí)候要考慮兩個(gè)方面的問題:
1,你必須對測量的管道進(jìn)行保溫措施,因?yàn)榱髁坑?jì)測量的目的就是為了得到真實(shí)的流量,不能因?yàn)闇y量而損失了一部分熱量,對流量測量的準(zhǔn)確性和對能源的節(jié)約上來說都是有影響的,所以一句話就是,測量的同時(shí)對測量管段進(jìn)行有效的保溫措施。
2,安裝渦街流量計(jì)時(shí):
①安裝在水平管段時(shí),轉(zhuǎn)換器(表頭顯示部分)必須向下,或和管道保持水平
②安裝在豎直的管段時(shí),轉(zhuǎn)換器安裝在側(cè)面即可