江蘇省宿遷蘇源供熱有限公司 鐘耀偉
熱電行業(yè)作為我國經(jīng)濟的基礎,在近幾年得到迅猛發(fā)展,用于貿易結算的蒸汽流量計伴隨熱電行業(yè)發(fā)展達到歷史之最,而渦街流量計以其獨有的特點(diǎn)在眾多流量計中,發(fā)展最為迅速。渦街流量計是利用卡門(mén)渦街原理和壓電技術(shù)制造的速度式流量計,傳感器輸出的頻率值與管道中介質(zhì)流速成正比。
一、渦街流量傳感器特點(diǎn)
1.量程范圍
渦街流量傳感器量程在很小范圍時(shí),準確度可達0.5級或更高,量程范圍增大,準確度下降。用于氣體計量,好的傳感器在1.5級準確度時(shí),量程比可達1:(20~25),即流速為(3~75)m/s。一般傳感器量程比只有1:(8~10)。
2.重復性
在速度式流量計檢定規定中,傳感器每個(gè)流量點(diǎn)要檢測3次,找出最大差值,取全量程所有檢測點(diǎn)(一般有5~6點(diǎn))的最大差值為重復性,一般為0.2%和0.3%。
3.壓損
渦街流量傳感器壓力損失很小,例如:當飽和蒸汽壓力為0.6MPa,流速為30m/s,其壓力損失為4kPa,還與管內壁的光滑程度有關(guān)。
4.穩定性
渦街流量傳感器結構簡(jiǎn)單,沒(méi)有磨損、運動(dòng)、位移部件,穩定性很好。在經(jīng)過(guò)2個(gè)檢定周期(4年),其準確度、重復性和儀表系數仍能接近出廠(chǎng)指標。
5.維護
傳感器的探頭是將渦流的壓力信號轉換成電信號(頻率信號),檢測放大板是將探頭的頻率信號整形成脈沖信號,與探頭頻率等值送出到顯示儀表。
更換檢測放大板不影響計量準確度等指標,即使更換探頭在按照工藝要求前提下,也能保證技術(shù)指標。在檢定周期內不需調整、校準傳感器的任何部件。
6.振動(dòng)
渦街流量傳感器是靠振動(dòng)產(chǎn)生頻率信號,在有強振動(dòng)環(huán)境內,振動(dòng)產(chǎn)生信號大于流體產(chǎn)生信號時(shí),檢測放大板又無(wú)法消除振動(dòng)信號,傳感器不能準確計量,由于振動(dòng)此傳感器在無(wú)流量時(shí)仍有頻率輸出,此為渦街傳感器最大缺點(diǎn)。
7.標定
渦街流量傳感器標定應在國家技術(shù)監督局授權的標定裝置,按JJG198速度式流量計檢定規程進(jìn)行標定,在量程范圍內取(5~7)個(gè)流量點(diǎn),標定線(xiàn)性誤差、重復性、平均儀表系數等指標。
二、渦街流量計在蒸汽計量中的準確使用
1.傳感器選型
渦街流量傳感器不同于其他流量傳感器,每一口徑渦街流量傳感器流量范圍是固定的,不能調整。因此它要根據流量選口徑,選型時(shí)應在工況壓力、溫度下,先確定要測的流量范圍,再選擇能覆蓋此流量范圍口徑的流量傳感器。
在蒸汽密度小時(shí)傳感器流量范圍窄,密度大時(shí)傳感器流量范圍寬。若選擇不當,當實(shí)際流量大于傳感器上限時(shí),容易造成傳感器探頭損壞、丟漏脈沖、少計量。實(shí)際流量超上限越多,丟漏脈沖越多,計量越少。當實(shí)際流量小于傳感器下限,傳感器計量很少,或不計量。此兩種情況長(cháng)期使用會(huì )造成很大損耗。
2.傳感器適用介質(zhì)
渦街流量傳感器只適用單相介質(zhì),在供熱系統中,同一時(shí)間只能選過(guò)熱蒸汽、飽和蒸汽和水中的一種介質(zhì)進(jìn)行計量。
在供熱系統中,熱電廠(chǎng)送出的是過(guò)熱蒸汽,隨著(zhù)蒸汽在管道內流動(dòng),溫度不斷下降,過(guò)熱蒸汽逐漸變?yōu)轱柡驼羝?,在管道末端或用汽量很小的情況下,蒸汽還會(huì )變?yōu)闈耧柡推?、汽水混合介質(zhì),甚至是水。
由渦街流量計質(zhì)量流量公式Qm=3600fρ/K=Qv×ρ可知,蒸汽質(zhì)量流量取決于傳感器輸出頻率f(管道流速)和蒸汽密度ρ,儀表系數K隨傳感器為定值,頻率f隨用汽量大小而變化,蒸汽密度ρ在過(guò)熱和飽和蒸汽中,隨壓力和(或)溫度變化,可查表得到。濕飽和汽、汽水混合介質(zhì),無(wú)表可查,無(wú)法得到密度,流體也不是單相介質(zhì),而實(shí)際使用中只能按飽和汽計量,在此產(chǎn)生誤差極大。
熱網(wǎng)管道除去跑、冒、滴、漏情況外,很大損耗就來(lái)自這種情況,處理不好管損能達到25%~30%。若供熱管道末端有不間斷用汽的大用戶(hù),此情況可避免。
3.壓損對計量的影響
在熱網(wǎng)管道中,有很多閥門(mén)和減壓閥,他們都能改變管道壓力,渦街流量計不是質(zhì)量流量計,它計量蒸汽質(zhì)量還與管道流速和蒸汽密度有關(guān),而密度由壓力決定,改變壓力就改變密度,在剛開(kāi)啟閥門(mén)時(shí)還能改變管道流速,這幾種情況,都使計量產(chǎn)生很大誤差。
為保證計量準確,流量計前閥門(mén)要全開(kāi),減壓閥放在流量計之后。
4.安裝
渦街流量傳感器要安裝在被測介質(zhì)的管道上,管道內要充滿(mǎn)介質(zhì),傳感器前后直管段、管道與法蘭的氣割、電焊嚴格按安裝要求,要確保管道內流體經(jīng)過(guò)傳感器時(shí)平穩,不能出現任何攪亂平穩流體,干擾傳感器產(chǎn)生的渦流情況,否則將會(huì )影響計量準確度。
5.大口徑大流量傳感器的準確性
對大口徑傳感器的標定,由于受檢定裝置限制,只能在小流量(低流速)標定,大流量(高流速)無(wú)法標定,這樣大流量只有在實(shí)際使用中發(fā)現問(wèn)題,由于在技術(shù)、生產(chǎn)工藝和檢測手段方面的限制,有些廠(chǎng)家的傳感器在35m/s就丟漏脈沖,流量(流速)越大,丟漏脈沖越多。出現此種情況,每天誤差高達二三百?lài)?,每月累計損失蒸汽幾百?lài)嵉缴锨崱?br>
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