用渦街流量計在蒸汽流量計量上的探論

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　　用渦街流量計在蒸汽流量計量上的探論

　　1、渦街流量計的工作原理

　　渦街流量計是小型熱電企業(yè)計量外供汽的檢流計，對液體氣體和蒸汽的流量進(jìn)行檢測和計量。用渦街流量計計量蒸汽，從計量角度上考慮減少蒸汽的管網(wǎng)損失是供熱公司實行現(xiàn)代科學(xué)管理節(jié)能的有效途徑，而且有助于提高用戶的蒸汽品質(zhì)，提高經(jīng)濟(jì)效益。

　　在流體中插入柱狀物時，在柱狀物的兩側(cè)將產(chǎn)生有規(guī)則的旋渦列,稱為“卡門渦街現(xiàn)象”，如圖1所示。

　　卡門渦街的頻率與流速成正比，可用下式表示：

　　f=V×St/(1-1.25d/D)×d

　　式中：f 旋渦分離頻率;

　　V 管內(nèi)平均流速;

　　d 柱狀體迎面寬度;

　　D 管道內(nèi)直徑;

　　St無量綱常數(shù)(在104～106之間)

　　由上式可見，通過測量旋渦分離頻率f，就可算出流速V，進(jìn)而求出體積流量Q。當(dāng)旋渦在柱體兩側(cè)產(chǎn)生時，柱體受到與流向垂直的交變升力的作用，升力的變化頻率就是旋渦分離頻率，利用埋沒于柱體內(nèi)的壓電元件檢測此升力的變化，將其轉(zhuǎn)換為頻率信號送入轉(zhuǎn)換器，以實現(xiàn)信號的放大濾波整形，最后送到二次儀表-智能形流量積算儀，輔以壓力溫度信號，便可算出瞬時流量和累計流量。

　　2、存在的問題

　　從目前國內(nèi)的情況看，用汽單位與供熱公司大部分都是以質(zhì)量流量進(jìn)行結(jié)算的，少部分以熱焓累計進(jìn)行結(jié)算。但無論以哪種形式結(jié)算，從卡門HKGB渦街流量計的工作原理可知，如果輸送到廠家的是過熱蒸汽，則有質(zhì)量流量公式

　　m=V×ρ

　　式中：V為體積。V與旋渦分離頻率有關(guān);為熱蒸汽密度ρ與壓力、溫度有關(guān)。

　　故將壓力、溫度參數(shù)輸送到智能型儀表，由公式進(jìn)行查表補(bǔ)償可以求出瞬時質(zhì)量流量與累積質(zhì)量流量。大多數(shù)情況，供熱公司輸送到用戶的是汽液兩相共存的濕飽和蒸汽，此時密度不僅與溫度或壓力有關(guān)，還與蒸汽的干度有關(guān)。準(zhǔn)確的測量公式為

　　V=x×Vg+(1-x)Vf

　　式中：V 為濕蒸汽的比容;

　　x 為干度;

　　Vg為飽和蒸汽的比容;

　　Vf為水的比容;為濕度。

　　故如果準(zhǔn)確測量質(zhì)量流量，應(yīng)將濕蒸汽的干度值參與質(zhì)量流量的計算。在汽液兩相共存的情況下，智能表仍按蒸汽的體積流量來計算質(zhì)量，水與蒸汽的體積比相差懸殊，故使測量的質(zhì)量流量下降。這是造成供熱公司管網(wǎng)損失的最重要的原因。另外，管道保溫效果對蒸汽品質(zhì)也有一定影響。如何減少管道的熱損失，是與效益息息相關(guān)的問題。

　　3、減少損失的方法

　　蒸汽在輸送過程中散失熱量，是造成蒸汽中含水的重要原因。基于此，如何減少管道的熱損失，是與效益息息相關(guān)的問題。選擇導(dǎo)熱系數(shù)小的保溫材料，縮短汽源于用戶之間的管網(wǎng)距離等措施均可減少管道的損失。

　　對于實行熱電聯(lián)產(chǎn)供汽的地區(qū)，為防止蒸汽濕度過大，應(yīng)適當(dāng)提高蒸汽的過熱度，當(dāng)然，過熱度的提高，會增大電廠的煤耗，從節(jié)能的角度上看，無實際意義，但卻提高了用戶的蒸汽品質(zhì)，減少了蒸汽的含濕度。對于熱網(wǎng)管線較長分布范圍較廣的地區(qū)實行熱電聯(lián)產(chǎn)，應(yīng)適當(dāng)考慮在管網(wǎng)的末端增大用汽量，如建造汽水熱交換站。由于大流量的過熱蒸汽在管線中的不斷流動，加熱了支管及附近管線上的一部分飽和濕蒸汽，從而提高了蒸汽品質(zhì)，減少了計量上的損失。

　　由于許多用戶都是間歇用汽，當(dāng)蒸汽停用時，易在閥門前形成濕蒸汽。蒸汽經(jīng)過阻力較大的閥門時，被絕熱節(jié)流，雖焓值不變，但壓力下降，溫度一般要降低，使飽和蒸汽經(jīng)過節(jié)流可稱為節(jié)流后壓力下的干飽和蒸汽或過熱蒸汽。目前國內(nèi)用戶的計量儀表室管路比較繁亂，從用戶與供熱公司的角度考慮，推薦一種比較合理的設(shè)計，如圖2所示。