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涡街流量计在热电行业应用初探

发布时间:2007-11-07 作者:钟耀伟 来源:www.jlbjb.com 浏览:2521

江苏省宿迁苏源供热有限公司 钟耀伟

  热电行业作为我国经济的基础,在近几年得到迅猛发展,用于贸易结算的蒸汽流量计伴随热电行业发展达到历史之最,而涡街流量计以其独有的特点在众多流量计中,发展最为迅速。涡街流量计是利用卡门涡街原理和压电技术制造的速度式流量计,传感器输出的频率值与管道中介质流速成正比。

  一、涡街流量传感器特点

  1.量程范围
  涡街流量传感器量程在很小范围时,准确度可达0.5级或更高,量程范围增大,准确度下降。用于气体计量,好的传感器在1.5级准确度时,量程比可达1:(20~25),即流速为(3~75)m/s。一般传感器量程比只有1:(8~10)。

  2.重复性
  在速度式流量计检定规定中,传感器每个流量点要检测3次,找出最大差值,取全量程所有检测点(一般有5~6点)的最大差值为重复性,一般为0.2%和0.3%。

  3.压损
  涡街流量传感器压力损失很小,例如:当饱和蒸汽压力为0.6MPa,流速为30m/s,其压力损失为4kPa,还与管内壁的光滑程度有关。

  4.稳定性
  涡街流量传感器结构简单,没有磨损、运动、位移部件,稳定性很好。在经过2个检定周期(4年),其准确度、重复性和仪表系数仍能接近出厂指标。

  5.维护
  传感器的探头是将涡流的压力信号转换成电信号(频率信号),检测放大板是将探头的频率信号整形成脉冲信号,与探头频率等值送出到显示仪表。
  更换检测放大板不影响计量准确度等指标,即使更换探头在按照工艺要求前提下,也能保证技术指标。在检定周期内不需调整、校准传感器的任何部件。

  6.振动
  涡街流量传感器是靠振动产生频率信号,在有强振动环境内,振动产生信号大于流体产生信号时,检测放大板又无法消除振动信号,传感器不能准确计量,由于振动此传感器在无流量时仍有频率输出,此为涡街传感器最大缺点。

  7.标定
  涡街流量传感器标定应在国家技术监督局授权的标定装置,按JJG198速度式流量计检定规程进行标定,在量程范围内取(5~7)个流量点,标定线性误差、重复性、平均仪表系数等指标。

  二、涡街流量计在蒸汽计量中的准确使用

  1.传感器选型
  涡街流量传感器不同于其他流量传感器,每一口径涡街流量传感器流量范围是固定的,不能调整。因此它要根据流量选口径,选型时应在工况压力、温度下,先确定要测的流量范围,再选择能覆盖此流量范围口径的流量传感器。
  在蒸汽密度小时传感器流量范围窄,密度大时传感器流量范围宽。若选择不当,当实际流量大于传感器上限时,容易造成传感器探头损坏、丢漏脉冲、少计量。实际流量超上限越多,丢漏脉冲越多,计量越少。当实际流量小于传感器下限,传感器计量很少,或不计量。此两种情况长期使用会造成很大损耗。

  2.传感器适用介质
  涡街流量传感器只适用单相介质,在供热系统中,同一时间只能选过热蒸汽、饱和蒸汽和水中的一种介质进行计量。
  在供热系统中,热电厂送出的是过热蒸汽,随着蒸汽在管道内流动,温度不断下降,过热蒸汽逐渐变为饱和蒸汽,在管道末端或用汽量很小的情况下,蒸汽还会变为湿饱和汽、汽水混合介质,甚至是水。
  由涡街流量计质量流量公式Qm=3600fρ/K=Qv×ρ可知,蒸汽质量流量取决于传感器输出频率f(管道流速)和蒸汽密度ρ,仪表系数K随传感器为定值,频率f随用汽量大小而变化,蒸汽密度ρ在过热和饱和蒸汽中,随压力和(或)温度变化,可查表得到。湿饱和汽、汽水混合介质,无表可查,无法得到密度,流体也不是单相介质,而实际使用中只能按饱和汽计量,在此产生误差极大。
  热网管道除去跑、冒、滴、漏情况外,很大损耗就来自这种情况,处理不好管损能达到25%~30%。若供热管道末端有不间断用汽的大用户,此情况可避免。

  3.压损对计量的影响
  在热网管道中,有很多阀门和减压阀,他们都能改变管道压力,涡街流量计不是质量流量计,它计量蒸汽质量还与管道流速和蒸汽密度有关,而密度由压力决定,改变压力就改变密度,在刚开启阀门时还能改变管道流速,这几种情况,都使计量产生很大误差。
  为保证计量准确,流量计前阀门要全开,减压阀放在流量计之后。

  4.安装
  涡街流量传感器要安装在被测介质的管道上,管道内要充满介质,传感器前后直管段、管道与法兰的气割、电焊严格按安装要求,要确保管道内流体经过传感器时平稳,不能出现任何搅乱平稳流体,干扰传感器产生的涡流情况,否则将会影响计量准确度。

  5.大口径大流量传感器的准确性
  对大口径传感器的标定,由于受检定装置限制,只能在小流量(低流速)标定,大流量(高流速)无法标定,这样大流量只有在实际使用中发现问题,由于在技术、生产工艺和检测手段方面的限制,有些厂家的传感器在35m/s就丢漏脉冲,流量(流速)越大,丢漏脉冲越多。出现此种情况,每天误差高达二三百吨,每月累计损失蒸汽几百吨到上千吨。

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