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蒸汽测量中几种流量计的应用分析

时间:2017-03-13 15:03 来源:http://www.shslgs.com 点击数:

随着贸易的发展跟科技的进步,蒸汽测量中出现很多技术跟产品,例举分析了三种流量计的优缺点,结合现场的工作情况,产品的性能参数,流量计的合理选型,可以减少系统误差。同时着重分析讨论了正压法音速喷嘴流量标准装置的实际应用。

1 孔板流量计优缺点分析

 

1.1 优点

 

1)孔板流量计经过几十年的使用,本身就创造了一个极有力的外部环境,生产工艺成熟,使其价格相对便宜;同时国际上已经形成了一个成熟的标准,我国也制定了相应的国家标准,无需实流校准,即可投用,极其便利。

 

2)从本身结构来看,其设计牢固,性能稳定可靠,使用方便,且寿命长。

 

3)应用范围最广,一般生产过程的管径、工作状态(温度、压力)皆可以测量,还没有出现一类流量计可以相媲美。

 

4)检测件和差压显示仪表可拆分,便于流水化生产,这又能促使生产成本的降低,使其更受市场的欢迎。

 

1.2 缺点

 

测量的重复性、精确度不是很理想,在流量传感器中只属于中等水平,受各种因素的影响程度较大,精确度难于提高;

 

范围度较窄,在实际情况中,用户用量波动很大,流量上限常常超过 15∶1,而孔板的量程一般在 3∶14∶1,孔板计量很困难。而且孔板流计量的流量系数是随着被测流体的 Re 的变化而变化,对其变化非常敏感,有时的流出系数不能保持设计的数值。

 

有较长的直管段长度要求,这导致孔板的管路直管段长度及孔板安装规范性要求会很高,一般难于满足。尤其对较大管径,解决起来难度更大;

 

压力损失大,不适合终端压力非常低的用户,比如一个孔板的β=0.350.65,其压力的损失是其最大差压值的 70% 42%左右;

 

孔板以内孔锐角线来保证精度,但在实际使用中存在锐角磨损的问题,传感器对腐蚀、磨损、结垢、脏污敏感,随着使用时间的增加,精度难以保证,需每年拆下强检一次;

 

在实际使用中,孔板的机械几何尺寸很难得到保证,如果采用法兰连接,就会产生跑、冒、滴、漏等问题,这不仅大大增加了维护的工作量,而且会带来很大的误差。

 

1.3 建议

 

虽然孔板流量计有许许多多的缺点,但其较高的性价比,牢固的设计,稳定可靠的性能,无需实流校准,即可投用的便利性,使它成为了国内外获取实验数据最多的装置。但随着新制造工艺跟技术的出现,流量计的成本变得越来越低,精度也越来越来越高,孔板流量计逐渐被更优秀的流量计所取代。据本人调查了解,到目前为止常熟市所有供热企业已经完全淘汰了用于贸易结算的孔板流量计,代之以涡街流量计。

2 弯管流量计优缺点分析

 

2.1 优点

 

没有附加压力的损失。弯管流量计的传感元件是一个呈九十度的直角弯头,不需要插入件跟节流件,相比孔板流量计的压力损失,没有任何附加压力的损失;(2)量程比较大,达到 1∶10。孔板的量程一般在 3∶14∶1,当实际流量波

动较大时,其测量结果不准确;(3)因本身性质,网管流量计较耐磨,维护成本低,或者根本不需要维护,所以使用寿命长。在耐压和抗震动性能上,比涡街流量计更出色。弯管可在 5.2MPa500 摄氏度的压力和温度下正常运行。而应力式涡街流量计采用压电晶体为检测传感器,不适合测量高于 300 摄氏度下工作;震动也会造成涡街测量值的不真实,现场误差很大。(4)口径范围相比孔板流量计更宽,其应用最大口径可以是 DN1200。相同口径下,孔板造价更昂贵。而对于直管段要求不严,相较于孔板要求前 10D,后 5D 的要求,弯管只要保证前 5D,后 2D 就可以了。

 

2.2 缺点

 

1)对蒸汽流速有特定要求,只能在高雷诺数区域内工作,测量范围受限制。比如,流速不能低于 7m/s,否则测量结果会偏离实际;(2)成本较高,节流装置的干校验无法实现,要一台一台的人工标定。在没有转弯的场合需要增加转弯,或者使用“S”型直管段传感器,而制造这样的传感器,加工成本较高。(3)测量精度不能保证,流体在管道中流动,在管中心流速最快,接近管壁时流速变慢,而弯管流量计测量的原理是假定气体在管道中是匀速流动的。理论计算与实际情况不够贴近会造成测量误差。

2.3 建议

 

使用弯管流量计测量时要注意,气体流速需大于 7m/s,液体流速需大于 0.2m/s。该技术使用时间有限,还需要大量的实验数据来衡量改进,还需要更多时间的考验。

3 涡街流量计优缺点、标准装置分析

 

3.1 优点

 

结构简单,不需要导压管和三阀组,可以减少泄露、堵塞和冻结等情况。不仅提高了测量的准确度,还能让安装简易,维护起来也很方便。因其丈量管内没有可动部件,当流体通过流量计时不会引起任压力的损失,不仅降低了运行能耗,提高了部件运行的稳定性,增加了寿命,同时还能提高计量的可靠性,使长期运行仍能保持很高的精确性。

 

与孔板流量计相比,测量范围更宽,量程比可以达到 110;压力的损失也更小,精确度更高,一般为在(11.5%R上下浮动。其有两个特性,第一是流量和输出成正比关系时,没有零点漂移的现象;第二是在特定的 Re 范围内,输出的频率不会受流体物性和组成成分的影响。而这些优点都能减少压损从而提高准确度和可靠性。

3.2 缺点

 

1)不适合在低 Re 数下测量,不能很好的测量低流速的蒸汽;(2)应力式涡街流量计采用压电晶体为检测传感器,受本身性质的影响,不适合测量高于 300℃的蒸汽,且不干净的介质也不适合测量;(3)对直管段要求更高,不能低于20D;(4)对震动有较大的敏感,影响检测准确性,故要在现场做好避震措施,这会使成本上升。同时受电磁干扰影响很大,这些都限制了其使用的方便性跟普遍性。(5)测量蒸汽时,上限流速受介质压缩性变化的限制,下限流速受雷诺数的限制。故当流速过大时,系统无法建立,测量结果会产生偏离,影响准确性。(6)不像孔板流量计那样建立了统一的标准,涡街流量计的干校还未建立国家统一标准,各个厂

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