淺析渦街流量計(jì)測量蒸汽流量的優(yōu)越性

今天我們將對用渦街流量計(jì)測量水蒸汽進(jìn)行探討，以求獲得一種經(jīng)濟(jì)適用的測量方法。在化工生產(chǎn)過程中，經(jīng)常需要對水蒸汽的流量進(jìn)行測量。而影響蒸汽流量測量的因素較多。水經(jīng)過加熱蒸發(fā)變成飽和蒸汽，飽和蒸汽的溫度與壓力之間存在著對應(yīng)關(guān)系。將飽和蒸汽再加熱就成了過熱蒸汽，這時(shí)溫度和壓力不再呈一一對應(yīng)關(guān)系。由于它的溫度高，能滿足生產(chǎn)需要，且在傳輸中不易發(fā)生相變，因此我們在生產(chǎn)中測量的多是過熱蒸汽。

測量過熱蒸汽常用質(zhì)量流量表示，單位為kg/h或t/h。蒸汽的質(zhì)量流量與蒸汽的密度相關(guān)，而密度又受蒸汽的壓力及溫度影響。蒸汽的測量必須跟蹤壓力及溫度的變化，否則帶來很大的測量誤差。為了準(zhǔn)確地測量蒸汽流量，必須同時(shí)測量蒸汽的溫度和壓力，再換算出蒸汽的密度，從而得到蒸汽的流量。這便是我們所說的溫壓補(bǔ)償，溫壓補(bǔ)償是測量蒸汽質(zhì)量流量不可缺少的環(huán)節(jié)。

1 流量儀表的選擇

測量蒸汽流量的儀表有多種，我們必須對其經(jīng)濟(jì)性和適用性進(jìn)行權(quán)衡，既要兼顧準(zhǔn)確性，又要考慮使用成本和維護(hù)成本。測量蒸汽流量的儀表主要有標(biāo)準(zhǔn)孔板、均速管、彎管、浮子式流量計(jì)、熱式質(zhì)量流量計(jì)等。

zui早人們普遍采用標(biāo)準(zhǔn)孔板來測量蒸汽流量，同時(shí)安裝測溫點(diǎn)和測壓點(diǎn)來進(jìn)行溫壓補(bǔ)償，但其測量過程所需儀表過多，人們嫌麻煩，常常缺少了溫度或壓力補(bǔ)償這個(gè)環(huán)節(jié)，造成很大的測量誤差。且用孔板來測量蒸汽，壓力損失較大，運(yùn)行費(fèi)用高；導(dǎo)壓管、三組閥及連接頭容易泄漏；且在冬季需對導(dǎo)壓管進(jìn)行保溫，維護(hù)成本高。后來人們采用熱式質(zhì)量流量計(jì)測量蒸汽流量，測量精度高，維護(hù)成本低，但用熱式質(zhì)量流量計(jì)測量蒸汽流量，投入費(fèi)用高，且不能在溫度高的情況下工作，使用受到限制。

而渦街流量計(jì)結(jié)構(gòu)簡單，直接安裝于管道上，壓力損失小，克服了壓力傳輸中的泄露問題，也不需要采取保溫措施；安裝使用方便，測量準(zhǔn)確度高，使用成本低，維護(hù)工作量小，具有其它流量測量儀表不可比擬的許多優(yōu)點(diǎn)，得到了廣泛的應(yīng)用。

2 渦街流量計(jì)測量原理及其特點(diǎn)

渦街流量計(jì)是根據(jù)卡門渦街原理來進(jìn)行測量的，液體流過渦街流量計(jì)的漩渦發(fā)生體時(shí)，產(chǎn)生上下交的兩列旋渦，漩渦的頻率與流體的流速有關(guān)，通過測量漩渦的頻率f就可計(jì)算出流體的流速v，流量q=vA，，式中A為流過漩渦發(fā)生體的橫截面積。渦街流量計(jì)由于有其它流量測量儀表不可相比的優(yōu)點(diǎn)，得到了廣泛的應(yīng)用。有取代差壓式流量計(jì)的趨勢。

其特點(diǎn)如下：

（1）結(jié)構(gòu)簡單可靠；

（2）無須維護(hù)，使用成本低；

（3）克服了管路泄漏現(xiàn)象；

（4）應(yīng)用范圍廣；

（5）壓力損失小；

3 用渦街流量計(jì)測量蒸汽流量注意事項(xiàng)

（1）密度補(bǔ)償問題：

雖然渦街流量計(jì)測得的體積流量不受溫度壓力的影響，但實(shí)際應(yīng)有中蒸汽的流量是用質(zhì)量來計(jì)量的，因此必須通過溫度壓力補(bǔ)償?shù)玫秸羝拿芏取Ｓ行┕旧a(chǎn)的渦街流量儀表，例如LUGB智能型渦街流量計(jì)，可顯示溫度和壓力測量值，智能儀表已將溫度壓力對應(yīng)的密度表置入內(nèi)存中，通過智能儀表CPU查詢，查得密度，換算后求出質(zhì)量流量。智能型渦街流量計(jì)的使用，比差壓式流量計(jì)簡單可靠，投入費(fèi)用和維護(hù)費(fèi)用低，優(yōu)越性很明顯，是大家都樂于采用的方法。

如果所采用的渦街流量計(jì)沒有溫壓補(bǔ)償功能，有兩種處理辦法，其一是在渦街流量儀表參數(shù)設(shè)置項(xiàng)設(shè)置好蒸汽的密度，由渦街流量表得出質(zhì)量流量，如E+H的渦街流量計(jì)，在參數(shù)設(shè)置項(xiàng)中設(shè)置蒸汽的密度，流量儀表得到質(zhì)量流量；缺點(diǎn)是密度并非實(shí)測值，造成測量誤差。如果工況穩(wěn)定，又熟知其工況下的密度，對測量的要求又不高，這不失為一種簡便可行的方法。還有一種辦法是將渦街流量計(jì)測出的體積流量，和在同一管道上測得的溫度、壓力輸入到DCS（集散控制系統(tǒng)）系統(tǒng)，由計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理，得出質(zhì)量流量。工藝操作人員在操作站上看到的是蒸汽的質(zhì)量流量。如果選購新的儀表盡量采用具有自動(dòng)溫壓補(bǔ)償功能的渦街流量計(jì)，如果利用現(xiàn)有渦街流量計(jì)測蒸汽的質(zhì)量流量，上述兩種方法未嘗不可。

（2）渦街流量計(jì)也有直管段的要求，一般為前10D，后5D，D為管道直徑。

（3）渦街流量計(jì)盡量安裝在遠(yuǎn)離振動(dòng)源和強(qiáng)電磁干擾的地方，如無法避免振動(dòng)，必須采用減震裝置，減少管道振動(dòng)對渦街流量計(jì)的影響。

（4）蒸汽計(jì)量儀表不能安裝在整套管路zui低處，防止冷凝液的積存，造成測量誤差。

（5）蒸汽干度的問題。測量蒸汽流量常認(rèn)為蒸汽為完全干燥。但是，蒸汽并非完全干燥，總帶有一定水分，如果不考慮蒸汽干度的影響，測出的流量會(huì)有誤差。渦街流量計(jì)應(yīng)該具有設(shè)置蒸汽干度的功能。但在實(shí)際工況確定蒸汽的干度也很困難。可以采用的辦法就是提高蒸汽流量計(jì)入口處的蒸汽品質(zhì)，采取保溫措施，保證蒸汽的過熱度，則能改進(jìn)渦街流量計(jì)的測量精度。

（6）zui好是采用分離式的渦街流量計(jì)，顯示部分安裝在離蒸汽管道較遠(yuǎn)的保護(hù)箱中，既保護(hù)了儀表，又便于操作。如我公司使用的E+H公司生產(chǎn)的渦街流量計(jì)測量蒸汽流量，便是采用了分離式的結(jié)構(gòu)。

（7）渦街流量計(jì)的維護(hù)。由于渦街流量計(jì)長期被高溫、高壓的水蒸汽沖擊，很容易造成旋渦發(fā)生體磨損，電子器件老化等，因此需要經(jīng)常維護(hù)和定期檢修。

4 渦街流量計(jì)不足之處　　　

同時(shí)渦街流量計(jì)也存在以下一定的局限性，需要我們在使用中注意。

（1）渦街流量計(jì)測量蒸汽流量不適用于大口徑管道，建議采用均速管等流量測量儀表。

（2）渦街流量計(jì)對振動(dòng)較為敏感，在振動(dòng)較大的管道安裝渦街流量計(jì)時(shí)，管道要有一定的減震措施，如果不能有效地克服振動(dòng)，就只能選用其它型號的流量測量儀表，如孔板，彎管流量計(jì)等。

（3）管道中蒸汽的流速一般都比較大。在正常條件下，蒸汽在管道中的流速在40～70m/s之間。有時(shí)蒸汽的流速高達(dá)100m/s以上也不鮮見。高速的蒸汽對于渦街流量計(jì)的漩渦發(fā)生體產(chǎn)生沖擊，造成磨損。使測量結(jié)果產(chǎn)生較大的誤差。這是渦街流量計(jì)的局限性，這與其測量原理有關(guān)，如果蒸汽的沖擊力很大，需要采用其它類型的流量測量儀表。

其實(shí)用于測量蒸汽流量的儀表也各有特點(diǎn)，因此，選用合適的儀表，用適當(dāng)?shù)姆椒ㄟM(jìn)行水蒸汽流量的測量是一項(xiàng)重要內(nèi)容。以上的詳細(xì)了解是為了便于我們在面對眾多的流量計(jì)時(shí)如何根據(jù)產(chǎn)品本身的特點(diǎn)和性質(zhì)選擇zui適合的。

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