摘要:本文(wén)主要說明(míng)渦街流量(liàng)計 的(de)工作(zuò)特性，以及應用于蒸(zhēng)汽管道計(jì)量中(zhōng)可能遇到的問(wèn)題和處理(lǐ)方法(fǎ)。并且(qiě)從理(lǐ)論和(hé)實踐的結合上(shàng)介紹了采用溫(wēn)度、壓力自動補(bǔ)償方法進行蒸汽流量(liàng)測量的基本(běn)思想。結合(hé)實際，對(duì)溫度變化引起儀表常(cháng)數變化(huà)所(suǒ)造成的測(cè)量誤(wù)差進(jìn)行(háng)了分析，指出(chū)了修正方法，并(bìng)就有(yǒu)關(guān)蒸汽測(cè)量中的一些具(jù)體問題提出了(le)讨論。
1渦街流量(liàng)計的工作原理(lǐ)
 
　　渦街流量(liàng)計(簡(jiǎn)稱vsp),是基于卡門(mén)渦街原理制(zhì)成的一種流(liú)體振(zhèn)蕩性流量計。即(jí)在流動的(de)流體(tǐ)中放(fàng)置一個非(fēi)流線型(xíng)的對(duì)稱(chēng)形狀(zhuàng)的物體，就(jiù)會在其(qí)下流兩(liǎng)側産(chǎn)生兩列有規律的漩渦即卡門(mén)渦街，其漩渦頻率正比于流體速度(dù):f=stu/d.st的值與漩渦發(fā)生體(tǐ)寬度(dù)d和雷諾數(shù)re有關。當雷(léi)諾數(shù)re<2x104情況下，st爲變數(shù)，當re在(zài)2x104~7x106的範圍内(nèi)，st值基(jī)本(běn)上保持(chí)不變，這段(duàn)範圍(wéi)爲流量計(jì)的基本測量範(fàn)圍。當d和st爲定(dìng)值時，漩(xuán)渦産生的頻率(lǜ)f與流(liú)體(tǐ)的平均(jun1)流速u成正比(bǐ)，.利(lì)用這--特性(xìng)制成(chéng)了渦街(jiē)流(liú)量計。斯特勞哈爾數(shù)爲無(wú)量(liàng)綱參數(shù)，它與(yǔ)漩渦發生(shēng)體形狀及雷諾(nuò)數有關(guān)，圖2所示(shì)爲圓柱狀漩渦發生體的斯特(tè)勞哈爾(ěr)數與管道雷諾數的關(guān)系圖(tú)。由(yóu)圖(tú)可見(jiàn)，在red=2x104~7x106範(fàn)圍内，sr可視(shì)爲(wèi)常數，這是儀表正常工作範圍。渦街(jiē)流(liú)量計(jì)輸出的脈沖頻率信(xìn)号不受流(liú)體物(wù)性和組分(fèn)變化的影(yǐng)響，即(jí)儀表(biǎo)系數在一(yī)定雷諾(nuò)數範圍内僅與(yǔ)旋渦發(fā)生體及管道的(de)形狀尺(chǐ)寸等有關。但是(shì)作爲流量計(jì)在物料平(píng)衡及能源計量(liàng)中需檢測質量(liàng)流量，這時(shí)流量(liàng)計的輸出信号(hào)應同(tóng)時監測體(tǐ)積流(liú)量和流體密度(dù)，流體物性(xìng)和組分對流量(liàng)計量還是(shì)有直(zhí)接影(yǐng)響的。
 
2渦街流量(liàng)計(jì)中(zhōng)常見(jiàn)的問(wèn)題(tí)及解決(jué)方法
　　渦街流量計尚(shàng)屬發展中(zhōng)的流量(liàng)計，自20世(shì)紀70年代(dài)在(zài)工業(yè)上應用(yòng)以來，由于它具有一(yī)些突出的特(tè)點，受到用(yòng)戶歡迎并(bìng)迅速發展。像它(tā)這樣開發隻有(yǒu)20多年即已跻身通用(yòng)流(liú)量(liàng)計之(zhī)列，在(zài)流量計中(zhōng)是少有(yǒu)的(de)。由于應用時(shí)間短，無論理論研究或(huò)實踐經驗(yàn)都比(bǐ)較薄弱，不(bú)免出(chū)現-.些(xiē)問題(tí)，這是(shì)不足爲(wèi)怪的。在(zài)蒸汽供熱(rè)計量(liàng)中，由于(yú)蒸汽很難用其(qí)它(tā)常規(guī)方法(fǎ)稱量，同時(shí)蒸汽是供熱的(de)介質(zhì)，管網和設(shè)備的(de)啓(qǐ)停(tíng)和環(huán)境溫度的變化(huà)都給供熱(rè)電廠(chǎng)或(huò)用戶帶來經(jīng)濟影響，渦(wō)街流(liú)量計出(chū)現異常，了解和(hé)處理好流量(liàng)計出現的(de)異常(cháng)，才是解決(jué)争議的有效辦(bàn)法。實際流(liú)量大(dà)時表(biǎo)計流量反而變小，同時壓力明(míng)顯下降。實(shí)際流(liú)量(liàng)超過表(biǎo)計工(gōng)作(zuò)上限流(liú)量，表計(jì)與實際流量不匹配。渦(wō)街流量計的儀(yí)表口徑及規格(gé)選擇很重要，它類似于(yú)差壓流(liú)量計(jì)節流裝置(zhì)的設計計算，在(zài)進行儀表選擇時必(bì)須明确熱用戶工作狀态(tài)的最(zuì)大、常用、最小流量，還應檢(jiǎn)查流量測(cè)量(liàng)範(fàn)圍是否(fǒu)處于儀表的(de)工作(zuò)範圍。渦街(jiē)流(liú)量(liàng)計的(de)輸出信号(hào)是與(yǔ)工作狀态(tài)的體積流量成(chéng)正比，表計是(shì)在标準(zhǔn)狀态(tài)校驗(yàn)的，把(bǎ)測到的信号流(liú)量換算成同樣(yàng)爲标準(zhǔn)狀态下(xià)的流量方爲實際流量，稱爲流量計的自動補(bǔ)償計算。有不規(guī)則的(de)異(yì)常峰值(zhí)流量出現。主要原因:
1)轉換器靈(líng)敏度過高;
2)流量(liàng)計受(shòu)外界振動(dòng)幹擾，産生(shēng)假流(liú)量信号(hào)。如(rú)儀表(biǎo)安裝在(zài)振動的(de)設備(bèi)附近(jìn)或有(yǒu)過往車輛(liàng)的(de)路邊時(shí)，外(wài)界的振(zhèn)動形成(chéng)一(yī)一個(gè)類似于渦街頻(pín)率(lǜ)的信号，被表(biǎo)計當做(zuò)流量顯(xiǎn)示出來。
首(shǒu)先在(zài)選擇(zé)傳感器安(ān)裝場所時盡量(liàng)注意避開(kāi)振動(dòng)源，對于已經安裝完(wán)成(chéng)的表計(jì)可以通(tōng)過(guò)一-些辦法補救:
1)采取(qǔ)減(jiǎn)震措施(shī)，如采(cǎi)用彈(dàn)性軟管(guǎn)連(lián)接在(zài)小口(kǒu)徑中(zhōng)、加裝(zhuāng)管道支撐(chēng)物等是有效的(de)減振方(fāng)法:
2)加強(qiáng)信号濾波，降(jiàng)低(dī)放大(dà)器靈(líng)敏度(dù)，提高觸發(fā)電平的方(fāng)法。條件允(yǔn)許的話最好還(hái)是将表計(jì)改裝，遠離振(zhèn)動源。
3雙(shuāng)旋渦(wō)發生體渦(wō)街流(liú)量計用于(yú)蒸汽流(liú)量(liàng)測量(liàng)遇到的難題(tí)及采用(yòng)的對(duì)策
　　應(yīng)力式雙旋(xuán)渦發(fā)生體(tǐ)渦街流量(liàng)計，由于(yú)其(qí)原理(lǐ)及結(jié)構的特點(diǎn)，可以适(shì)用(yòng)于氣(qì)體、液(yè)體，可以制成高(gāo)溫(wēn)、低(dī)溫、高壓、耐(nài)腐蝕型流(liú)量計，用(yòng)于(yú)多種流量的測(cè)量。渦(wō)街流(liú)量(liàng)計是通過檢測(cè)流體經(jīng)過旋渦發生體(tǐ)處産(chǎn)生的(de)旋渦(wō)數而求得(dé)偶段時間(jiān)間隔内流(liú)過的流(liú)體總量(liàng)。渦(wō)街(jiē)流量計及(jí)其旋渦發(fā)生體(tǐ)--般都爲金(jīn)屬材(cái)料制作(zuò)。根據分子運動(dòng)理論可知，金屬固體在(zài)高溫下具有熱膨脹的特性。當(dāng)溫度變化較大(dà)時，發生(shēng)體(tǐ)的柱(zhù)體(tǐ)寬(kuān)度和流量(liàng)計的本體(tǐ)通徑将随之變化，這(zhè)将引(yǐn)起(qǐ)測量誤差。因此，當渦街流量計(jì)用于蒸(zhēng)汽流量測量時，就有一些(xiē)特殊的問(wèn)題(tí)需(xū)要研(yán)究，并針對不同情況(kuàng)采取相應(yīng)對策。
3.1渦街(jiē)流量(liàng)計用于蒸汽測(cè)量時的(de)儀(yí)表常(cháng)數修正
　　當(dāng)渦街(jiē)流量計用(yòng)于燕(yàn)汽流量測(cè)量時(shí)，盡管對密度的變化采取了自(zì)動補(bǔ)償校正措(cuò)施(shī)，但對于(yú)瞬時(shí)流量的計(jì)量(liàng)誤(wù)差依然存(cún)在。當(dāng)渦街流量傳感器使(shǐ)用(yòng)在溫度(dù)較高的場合時(shí)，由于(yú)傳感器柱(zhù)體和流(liú)量計本(běn)體通(tōng)流部分鋼(gāng)材熱(rè)膨脹，幾何(hé)尺寸發生變化(huà)，直接使儀(yí)表常(cháng)數發生變化，因(yīn)此，在高(gāo)溫下使(shǐ)用，流(liú)量計的儀(yí)表(biǎo)常數必(bì)須進(jìn)行修(xiū)正。由表1結(jié)果可以看(kàn)出，工作溫(wēn)度高于100℃時(shí)渦街流量(liàng)計應進行(háng)儀表(biǎo)常數(shù)的修正(zhèng)。
3.2實際測量結(jié)果與分析(xī)
　　将3台插入式雙(shuāng)旋渦(wō)發生(shēng)體渦(wō)街流量(liàng)計配 智(zhì)能流(liú)量(liàng)積算儀(yí) 安裝于某(mǒu)廠，采(cǎi)用溫、壓(yā)補償方(fāng)式，測量(liàng)過(guò)熱蒸汽，安(ān)裝示意圖(tú)如圖2所示。

　　兩台20t/h鍋爐(lú)交替運(yùn)行，1#和2#管(guǎn)道爲φ325mm，3#管(guǎn)道爲φ273mm，壓(yā)力爲0.3~0.4mpa,溫度250℃。流(liú)量(liàng)計出廠時儀表(biǎo)常數爲kep=258.00次(cì)/m³，修正後的(de)儀表常數爲kt=255次(cì)/m3。其修正前(qián)、後的(de)測量(liàng)結果(guǒ)及誤(wù)差見表2和(hé)表3。
 
　　插(chā)入式渦街流量(liàng)計 測量精(jīng)度爲士(shì)2.5%，考(kǎo)慮到(dào) 溫壓變送器 的測量誤(wù)差(chà)和鍋(guō)爐本(běn)身的效率(lǜ)等因素，用戶認(rèn)爲儀(yí)表工作正(zhèng)常，計量基(jī)本符合要求，爲(wèi)實現(xiàn)經濟(jì)考核目标(biāo)提供(gòng)了可信的(de)依據(jù)。
4結束(shù)語
　　在(zài)用渦街流(liú)量計對蒸汽進行測(cè)量時補償是十(shí)分必要的(de)。一般情況下，在(zài)飽和(hé)蒸汽測(cè)量中均(jun1)采用(yòng)壓力(lì)參數(shù)補償(cháng)。因此，在用于蒸汽測(cè)量時(shí)，流(liú)量計設(shè)計選(xuǎn)型應适當将(jiāng)被測介(jiè)質的下限(xiàn)流速(sù)提高，且溫度上限最好在(zài)250℃左右。雙(shuāng)旋渦發(fā)生體(tǐ)渦街流量(liàng)計的旋(xuán)渦傳感(gǎn)器與(yǔ)流量(liàng)計殼體的連接是采(cǎi)用(yòng)懸臂梁結構(gòu)，用于蒸汽測(cè)量(liàng)的傳(chuán)感器(qì)與殼體連接處，最好(hǎo)采用(yòng)剛性結構的密(mì)封(fēng)件，防止(zhǐ)在旋渦升力(lì)作用下(xià)，傳感器産(chǎn)生的(de)内(nèi)應(yīng)力部(bù)分被(bèi)密封件吸(xī)收(shōu)而使得(dé)測量(liàng)靈敏(mǐn)度下降。

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