高溫蒸汽流量計是基于卡門渦街原理而研制成功的一種具有水平的流體震蕩型流量儀表。由于它具有其它流量計不可兼得的優(yōu)點(diǎn)，自七十年 代以來得到了迅速發(fā)展，廣泛應(yīng)用于石油、化工、冶金、造紙、發(fā)電、水利等行業(yè)流體的計量，該流量計無可動部件，可靠性強(qiáng)、精度高、壽命長，可在很寬的流量 范圍內(nèi)測量流體的瞬時流量和累計流量。高溫蒸汽流量計以其微功耗能方便接入控制系統(tǒng)和計算機(jī)系統(tǒng)，以滿足不同工況條件下客戶的需求，其不受介質(zhì)溫度、壓力、粘度及組分的影響，同時不堵、不卡、不易結(jié)垢，也可耐高溫、高壓，安全防爆，適用于惡劣環(huán)境。特別是近推出的高溫蒸汽流量計，具有優(yōu)良的抗震性能，能自動識別振動信號和流量信號，同時輸出抗震處理和無抗震處理的脈沖信號。
高溫蒸汽流量計在管道中心安放一個渦輪，兩端由軸承支撐.當(dāng)流體通過管道時，沖擊渦輪葉片，對渦輪產(chǎn)生驅(qū)動力矩，使渦輪克服摩擦力矩和流體阻力矩而產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)。在一定的流 量范圍內(nèi)，對一定的流體介質(zhì)粘度，渦輪的旋轉(zhuǎn)角速度與流體流速成正比。由此，流體流速可通過渦輪的旋轉(zhuǎn)角速度得到，從而可以計算得到通過管道的流體流量。蒸汽流量計不受介質(zhì)溫度、壓力、粘度及組分的影響，同時不堵、不卡、不易結(jié)垢、耐高溫、高壓，安全防爆，高溫蒸汽流量計適用于惡劣環(huán)境。流量計分一體化顯示和遠(yuǎn)傳顯示，并可輸出脈沖信號或電流信號與微機(jī)聯(lián)網(wǎng)。
一、蒸汽流量計工作原理：
蒸汽流量計是以卡門(Kaman)和斯特勞哈(Strouhsl)有關(guān)旋渦的產(chǎn)生和旋渦與流速關(guān)系的理論來測量蒸汽流量的。當(dāng)介質(zhì)以一定速度流過三角柱體時，在三角柱體兩側(cè)后面產(chǎn)生一個交替排列的旋渦帶，稱之為“卡門渦街”。
蒸汽流量計內(nèi)部旋渦發(fā)生體兩側(cè)交替產(chǎn)生旋渦，于是在發(fā)生體兩側(cè)產(chǎn)生壓力脈動，從而使檢測體產(chǎn)生交變壓力，封裝在探頭體內(nèi)的壓電晶體元件在交變應(yīng)力的作用下，產(chǎn)生與旋渦同頻率的交變電荷信號，放大器將這種電荷信號進(jìn)行放大、濾波、整形、zui后輸出頻率與介質(zhì)流速成正比的脈沖信號(或轉(zhuǎn)換成4 ～20mA信號),送至積算儀進(jìn)行處理、顯示和控制。
一定雷諾數(shù)范圍內(nèi)(2×104～7×106 )，旋渦的釋放頻率f與流體流速V及旋渦發(fā)生體的迎流面寬度d之間關(guān)系式為f=St?v/d，式中St 為斯特勞哈數(shù)，它是一個無量綱的系數(shù)，只要準(zhǔn)確測出頻率f，就可以求得流體流速v，由v求出蒸汽體積流量。
二、高溫蒸汽流量計參數(shù)：
高溫蒸汽流量計當(dāng)被測介質(zhì)流過柱體時,在柱體兩側(cè)交替產(chǎn)生旋渦,旋渦不斷產(chǎn)生和分離,在柱體下游便形成了交錯排列的兩列旋渦即“渦街”。理論分析和實驗已證明,旋渦分離的頻率與柱側(cè)介質(zhì)流速成正比。旋渦交錯分離,在柱體兩側(cè)及柱體后面的尾流中產(chǎn)生脈動的壓力,設(shè)在柱體內(nèi)部(或后面)的檢測探頭受到這種微小的脈動壓力的作用,使埋設(shè)在探頭內(nèi)的壓電晶體元件受到交變應(yīng)力而產(chǎn)生交變電荷信號。該信號經(jīng)放大器上的電荷變換、放大，濾波限幅和觸發(fā)整形處理后，輸出頻率與旋渦分離頻率相同的方波電壓脈沖信號。該信號再送到就地顯示儀，傳感器輸出的每一個脈沖將代表一定體積的被測流體。一段時間內(nèi)的輸出總脈沖數(shù),將代表這段時間內(nèi)流過傳感器的流體總體積。
傳感器輸出的電壓脈沖信號送到連于一體的就地顯示儀。就地顯示儀采用新微功耗CPU，測量渦街傳感器輸出的頻率信號，根據(jù)設(shè)定的密度，渦街流量系數(shù)進(jìn)行流量運(yùn)算，現(xiàn)場液晶顯示瞬時流量和累計流量。供熱的蒸汽流量計測量容易出現(xiàn)誤差問題，進(jìn)而導(dǎo)致供用雙方產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)利益糾紛。本文將對工業(yè)供熱的蒸汽流量計誤差產(chǎn)生原因進(jìn)行分析，主要包括蒸汽密度因素、差壓信號傳輸誤差和取樣變送器故障引起的誤差等。在此基礎(chǔ)上，對降低蒸汽流量測量誤差的方法進(jìn)行探討，主要提出對蒸汽計量儀表進(jìn)行合理設(shè)計選型、采用正確的渦街流量計安裝方法、加強(qiáng)計量儀表維護(hù)管理等建議措施。
蒸汽流量計是目前工業(yè)供熱進(jìn)行蒸汽流量結(jié)算的主要依據(jù)，因此儀表計量的準(zhǔn)確性影響重大，直接關(guān)系到功雙方的經(jīng)濟(jì)利益。但由于目前蒸汽計量儀表在選型和安裝等方面還存在許多問題，也缺乏有效的維護(hù)管理措施，因此蒸汽測量儀表的測量準(zhǔn)確性無法得到保障。容易引起供用雙方之間的利益矛盾，引發(fā)經(jīng)濟(jì)利益糾紛。因此，有必要對蒸汽流量測量誤差的產(chǎn)生原因進(jìn)行深入分析，進(jìn)而采取有效的降低措施，提高蒸汽流量測量的準(zhǔn)確性。
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