摘要:通過(guo)使用新型的(de)抗振型渦街(jiē)流量計 對飽(bao)和蒸汽流量(liang)進行測量的(de)實踐,測量數(shu)據的結果表(biǎo)明達到試驗(yan)預期目的。蒸(zhēng)汽小流量的(de)測量失真問(wèn)題和渦街☁️流(liú)量計的振動(dong)幹擾問題得(dé)到了解🔞決。
0前(qián)言
　　蒸汽已經(jing)伴随機車和(hé)工業革命走(zou)過幾個世紀(ji)。迄🌈今爲止,蒸(zhēng)汽☎️已成爲現(xiàn)代技術不可(kě)或缺的一部(bu)分。它被廣泛(fan)應用于食品(pǐn)、紡織、化工、醫(yi)藥、電力和供(gòng)熱🏃等工業🐉領(lǐng)域[",爲現代社(she)會生産了豐(feng)富多彩的産(chan)品。
　　蒸汽的使(shǐ)用是如此廣(guang)泛,因此對蒸(zhēng)汽的流量測(cè)量成爲使用(yong)各方的重要(yào)關注點之一(yi)。随着蒸汽應(ying).用的發‼️展,對(dui)蒸汽🛀流量測(cè)量⛹🏻‍♀️的研究工(gōng)作也得到廣(guang)泛開展。
1蒸汽(qi)及其流量測(ce)量
1.1蒸汽概述(shu)
　　蒸汽是吸收(shōu)潛熱後帶有(you)一定壓力的(de)水。蒸汽按狀(zhuàng)态可分爲飽(bao)和蒸汽和過(guò)熱蒸汽。由鍋(guō)爐産生的水(shui)蒸氣爲飽和(hé)蒸汽,飽和蒸(zheng)👈汽加熱得到(dao)過熱蒸汽。圖(tu)1說明了各種(zhong)狀态蒸汽在(zài)不同溫度及(jí)壓力下的轉(zhuǎn)換關系。
 
　　飽和(he)蒸汽在蒸汽(qi)中占有相當(dāng)大的比例，而(ér)濕蒸汽是飽(bǎo)✨和蒸🐕汽實際(ji)存在的幾乎(hū)唯--形式。含有(you)液滴或液霧(wu)的蒸汽稱爲(wèi)濕蒸汽。嚴格(gé)來說，飽和蒸(zheng)汽或多🚶或少(shǎo)都含有液滴(dī)或液霧的雙(shuāng)⭐相流體🍓，所以(yǐ),不同狀态下(xià)不能用同一(yī)氣體狀态方(fang)程式來描述(shu)。飽和蒸汽中(zhong)液滴或液霧(wù)的含量反映(ying)了蒸汽的質(zhi)量,一般👅用幹(gàn)度這一參數(shù)來表示。
　　多年(nián)來的研究普(pu)遍認爲飽和(hé)蒸汽具有如(ru)下特點:
1)飽和(he)蒸汽的溫度(dù)與壓力之間(jian)一一對應,二(èr)者之間㊙️隻有(you)一🌏個獨👨‍❤️‍👨立變(biàn)量。
2)飽和蒸汽(qì)容易凝結,在(zai)傳輸過程中(zhong)如有熱量損(sǔn)失,蒸汽中便(biàn)有液滴或液(yè)霧形成，并導(dǎo)緻溫度與壓(ya)力的降低。
3)準(zhǔn)确計量飽和(hé)蒸汽流量比(bǐ)較困難。因爲(wei)飽和蒸汽的(de)幹👣度☁️難以保(bao)證,一般流量(liang)計都不能準(zhun)确檢測雙🛀🏻相(xiàng)流體的流量(liàng),蒸汽壓力波(bō)動将引起蒸(zhēng)汽密度的變(bian)化,流量計示(shi)值産生附加(jiā)誤✊差。
1.2蒸汽流(liú)量測量
對于(yú)蒸汽流量測(cè)量的研究和(he)應用都指出(chū),影響蒸汽流(liu)✂️量準确計量(liang)的因素主要(yào)有以下幾方(fang)面:
1)實際蒸汽(qì)流量低于流(liú)量計的可精(jing)确計量的最(zuì)小✍️流☁️量(即量(liàng)程比不足);
2)流(liú)量計上下遊(you)安裝的直管(guan)段不足(存在(zài)流動擾動🔞);
3)蒸(zhēng)汽的密度補(bu)償不正确(測(ce)溫測壓不準(zhǔn));
4)蒸汽中含水(shui)(未作幹度補(bu)償);.
5)現場存在(zài)振動和幹擾(rǎo)(渦街流量計(jì));
6)差壓傳送誤(wu)差( 差壓式流(liu)量計 )等等。
　　由(you)于蒸汽本身(shen)的物理特性(xìng),即在輸送過(guò)程中常常是(shì)以汽、水兩✏️相(xiàng)流出現(即飽(bǎo)和蒸汽的幹(gàn)度小于100%),如果(guo)在蒸汽計量(liàng)中沒有對幹(gàn)度進行修正(zheng)，測量的精度(dù)必定✉️大爲下(xià)降[2]。在蒸汽計(jì)量中,爲實現(xian)正确的測量(liàng)，研究的❗一一(yī)個方向是設(shè)法保持測量(liàng)點處的蒸👅汽(qì)幹度以滿足(zu)要求,必要時(shí)還要采取其(qi)他補償措施(shī)。近年來還有(yǒu)人提出“以能(néng)量替代質量(liàng)作爲蒸汽的(de)結算單位”。
2蒸(zheng)汽流量計選(xuan)型
2.1蒸汽流計(jì)的類型及其(qí)優缺點
　　目前(qian)在工業上使(shǐ)用的流量計(jì)的類型非常(cháng)多,其中适合(hé)蒸🐇汽流量測(ce)量的流量計(jì)既有其優點(dian),也有使用上(shàng)的缺點。爲确(que)保蒸汽㊙️流量(liang)計的性能和(hé)精度,最重要(yao)的是選用🛀的(de)流量計要符(fu)合所使👌用的(de)工況。表1對各(gè)類蒸汽流量(liang)計的優缺點(dian)和應用情況(kuàng)進行了比較(jiào)。
 
　　國内目前使(shi)用比較流行(háng)的蒸汽流量(liàng)計有 孔闆流(liu)量計 、 渦街流(liu)量計 等。表2對(dui)某廠1990年在用(yòng)的流量計進(jìn)行了初步統(tǒng)計[4],表🐉明孔闆(pǎn)流量計和渦(wō)街流量計的(de)使用占有主(zhǔ)流地位。
 
　　随着(zhe)技術的進步(bu)和交流的增(zeng)加,孔闆流量(liàng)計在精度和(he)穩定性上的(de)缺陷逐步被(bèi)行業人士所(suǒ)認識,近年來(lái)孔闆☎️流量計(ji)安裝量📧減少(shǎo)。而渦街流量(liàng)計基于其原(yuán)理.上的固有(yǒu)優勢,70年代以(yǐ)來得到了迅(xun)速發展🌍。據了(le)解,現在日本(ben)、歐😍美等發達(da)國家使用渦(wo)街流量🏃🏻計的(de)比例大幅度(dù)上升,已經廣(guang)泛用于各個(ge)領域。渦街流(liú)量計在‼️全球(qiú)儀表行業引(yǐn)起普遍重視(shi),被公認爲未(wèi)來有📞發展前(qián)景的流🏒量計(ji)之一。渦街流(liu)量計将在未(wei)來流量儀表(biǎo)中💜占主導地(dì)位,是孔闆流(liú)量計的理想(xiang)替代産品。國(guó)内在近幾年(nian)開始逐步使(shǐ)用渦街流量(liang)計測量蒸汽(qì)流量,取得了(le)不錯的效果(guǒ)。
2.2熱帶廠蒸汽(qì)工藝條件與(yǔ)環境
　　熱帶廠(chǎng)目前使用的(de)蒸汽主要由(you)加熱爐爐内(nei)管道汽💰化産(chan)生,蒸汽過渡(dù)儲存在汽包(bāo)中。設計要求(qiú)汽包工作壓(yā)力爲0.50~0.80MPa,正常工(gōng)👣作壓力爲0.70MPa左(zuo)右。汽包産生(shēng)的蒸汽流量(liang)爲3.0t/h。蒸汽通過(guo)DN100的管道輸送(sòng)，蒸汽終端用(yong)戶爲🌈食堂和(he)浴室,蒸汽主(zhu)要用于加🐪熱(rè)。圖2對熱💚帶廠(chǎng)的蒸汽去向(xiang)作了🐕簡單的(de)說明。.
 
　　熱帶廠(chǎng)蒸汽使用量(liàng)從一天的時(shi)間段來看,存(cun)在着用☂️量大(dà)小變化大、短(duan)時間集中用(yong)汽、大部分時(shí)間用汽小📐而(er)均勻的🌈特點(dian)。按季節來看(kan)，冬季的用汽(qì)量要明顯大(da)于夏季。表3對(dui)熱帶廠的💞蒸(zheng)汽使用情況(kuàng)作了簡單分(fèn)析。
 
　　表3表明,測(cè)量熱帶廠蒸(zheng)汽流量還需(xu)解決--個小流(liu)量💜的問題。
2.3蒸(zhēng)汽流量測量(liàng)方案
　　由于現(xian)場安裝流量(liàng)計的條件限(xian)制,且蒸汽管(guan)道附近的✉️振(zhen)動源比較多(duo)，受到頻繁的(de)機械振動影(yǐng)響，因此決定(dìng)選用新型的(de)抗振型渦街(jie)流量計。
　　該型(xing)渦街流量計(ji)在強度達2g、5~110Hz的(de)強大全向振(zhen)動幹擾下,所(suǒ)🚶‍♀️有♉滿管式氣(qì)體流量計依(yi)舊保持優于(yu)0.5%精度、插入式(shi)氣體流量計(jì)依舊保持優(yōu)于1.0%的精度。它(tā)的所有指标(biāo)能符合形式(shi)實驗要求，抗(kang)🔱振性能良好(hǎo)，能解決🥵渦街(jie)流量計由于(yú)振動引起誤(wù)差的不足。
　　經(jing)過對檢測的(de)蒸汽現場數(shù)據測量和計(jì)算,發現該蒸(zhēng)㊙️汽處于熱💰水(shui)與蒸汽的臨(lin)界點,即發生(sheng)溫度或者壓(ya)力的微‼️弱變(bian)化時,蒸汽可(kě)能轉化爲熱(re)水，也可能由(yóu)熱水轉化爲(wei)蒸汽。
　　根據熱(rè)帶廠蒸汽使(shi)用情況、工藝(yì)條件及現場(chǎng)環境;對于可(kě)能🧑🏽‍🤝‍🧑🏻出現的時(shí)爲熱水、時爲(wèi)蒸汽的情形(xing);制定了流量(liang)計的安裝方(fang)案，即在流量(liang)計安裝上遊(you)管道适當位(wèi)置安裝一隻(zhi)用🤟于減壓的(de)閥門,使得通(tong)過管道的熱(re)水因壓力的(de)大幅度下降(jiàng)而變成蒸汽(qi)。該方案通過(guò)降低💛壓力保(bǎo)證管道内始(shi)終是單相蒸(zhēng)汽,爲❤️蒸汽渦(wō)街流量計創(chuang)造檢測必須(xū)的條件。
3效果(guo)分析
　　根據既(ji)定方案在現(xian)場安裝了抗(kang)振型渦街流(liu)量計,安裝後(hou)的效果見圖(tu)3。
 
　　流量計安裝(zhuang)後進行現場(chang)調試。小流量(liang)測試采取的(de)辦法是完全(quan)關閉下遊用(yòng)戶的蒸汽閥(fa)門,使通過流(liu)量計✔️的蒸汽(qi)逐步減小至(zhì)零,同時觀察(chá)二次儀表顯(xiǎn)⛱️示的數❌據變(biàn)化。經過反複(fu)幾次的測試(shì),均觀察到蒸(zhēng)汽流量數據(ju)逐步變小直(zhi)至零流量的(de)現象。這初步(bu)說明不存在(zài)小流量測量(liang)🤟數據失真的(de)情況。對各個(gè)🈲時間蒸汽瞬(shun)☔間🈲流量的記(jì)錄(表4.1)說明随(sui)着終端🌍用戶(hu)蒸汽用量的(de)變化,流量計(jì)🧑🏾‍🤝‍🧑🏼的測量數值(zhí)能準确的、實(shi)時☀️的做出反(fǎn)應。
 
　　對渦街流(liú)量計的抗振(zhèn)性能用簡單(dan)方法做了驗(yan)證♊。在大流量(liang)和小流量兩(liang)種情況下，分(fèn)别對流量計(ji)兩側的蒸汽(qi)管道進行大(dà)力🏃‍♀️度的敲擊(jī),經多次試驗(yàn)觀察,未發現(xian)數據出現突(tū)然變化🏃‍♂️的現(xiàn)象。這說明抗(kàng)振⁉️型渦街流(liu)量計能處理(li)振動對🧡流量(liàng)測量的幹擾(rao)，能有效解決(jue)渦😘街流量計(jì)因💚振動引起(qi)誤差的缺陷(xiàn)。
　　抗振型渦街(jie)蒸汽流量計(jì)使用一個月(yuè),對數據進行(hang)收集和統計(ji),得到每天蒸(zheng)汽用量(參見(jiàn)圖4)。
 
　　對圖4的進(jìn)行分析可以(yi)得到下面的(de)結論,蒸汽的(de)每天流量比(bǐ)🐕較均勻，變化(huà)不大，流量曲(qu)線比較平緩(huǎn),基本在14-19t/h之間(jian)💋波動。對照🚩表(biao)4的瞬間流量(liang)數據,說明流(liu)量計的測🏃🏻量(liang)數據是準确(que)的，與試驗預(yù)期的蒸汽用(yòng)量符合。
4結語(yu)
　　渦街流量計(jì)在蒸汽和低(dī)壓氣體的流(liu)量測量方面(mian)🔱得到了廣泛(fàn)應用,但抗振(zhen)性差、抗幹擾(rao)能力弱的缺(quē)陷局✍️限了它(ta)的應用。熱帶(dai)廠選用抗振(zhen)型渦街流量(liang)計進行蒸汽(qi)流⁉️量測量🔞，從(cóng)使用效果上(shang)來看,能完全(quan)滿足小流量(liàng)蒸汽在千擾(rao)信号強烈的(de)環境下的測(cè)量使用。通過(guò)一段時間的(de)👅觀察,流量計(ji)運行穩定，測(cè)量數據準确(que)。抗振型渦街(jiē)流量計本身(shēn)所具有的優(yōu)勢,使得它在(zài)流量測量方(fāng)💞面得到更多(duo)的應用。

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