涡街流量计在蒸汽计量中的应用论文_娄小彬

摘要：涡街流量计在流量测量方面有着诸多的优点，在现代流量测量中应用越来越广泛。正确地进行流量计的安装和性能检测，可以保证流量计长期稳定地工作。

关键词：蒸汽；流量测量；涡街流量计；结构特点；应用

1测量蒸汽流量仪表的分类及选择

目前，测量蒸汽流量的仪表主要分为涡街和差压（孔板为主）两大类。蒸汽流量测量在上世纪80年代以前普遍采用标准孔板流量计，但从流量仪表发展状况来看，孔板流量计尽管其历史悠久、应用范围广，人们对它的研究也最充分，实验数据最完整，但用标准孔板流量计来测量蒸汽流量，它仍存在一些不足之处：其一，压力损失较大；其二，导压管、三组阀及连接头容易泄漏；其三，量程范围小，一般为3：1，对流量波动较大易造成测量值偏低。而涡街流量计具有结构简单，变送器直接安装于管道上，克服了管路泄漏现象。另外，涡街流量计的压力损失小，量程范围宽，对饱和蒸气测量量程比可达30：1。因此，随着涡街流量计测量技术的成熟，涡街流量计在蒸汽流量检测中的应用比例逐年增大。

2涡街流量传感器特点

2.1量程范围

涡街流量传感器量程在很小范围时，准确度可达0.5级或更高，量程范围增大，准确度下降。用于气体计量，好的传感器在1.5级准确度时，量程比可达1∶20～1∶25，即流速为（3～75）m/s。一般传感器量程比只有1∶8～1∶10。

2.2重复性

传感器每个流量点要检测3次，找出最大差值，取全量程所有检测点（一般有5～6个点）的最大差值为重复性，一般为0.2%或0.3%。

2.3压损

涡街流量传感器压力损失很小，例如：当饱和蒸汽压力为0.6MPa、流速为30m/s时，其压力损失为3963.7Pa。

2.4稳定性

涡街流量传感器结构简单，没有磨损、运动、位移部件，稳定性很好。经过两个检定周期（4年）后，其准确度、重复性和仪表系数仍能达到出厂指标。

2.6振动

涡街流量传感器是靠振动产生频率信号，在有强振动环境内，振动产生信号大于流体产生信号，且检测放大板又无法消除振动信号时，传感器不能准确计量，由于振动此传感器在无流量时仍有频率输出，此为涡街流量传感器最大缺点。

3涡街流量计在蒸汽计量中的准确使用

3.1传感器选型

涡街流量传感器不同于其他流量传感器，每一口径涡街流量传感器流量范围是固定的，不能调整。因此，它要根据流量选口径，选型时应在工况压力、温度下，先确定要测的流量范围，再选择能覆盖此流量范围口径的流量传感器。在蒸汽密度小时传感器流量范围窄，密度大时传感器流量范围宽。若选择不当，当实际流量大于传感器上限时，容易造成探头损坏，丢漏脉冲，少计量。

3.2测量蒸汽时的安装要求

①安装点上下游的配管要与涡街流量计同心，同轴度偏差应小于0.05DN，焊接前管道切口处要去毛刺、清理杂质，焊缝平滑，法兰垫片不要凸出管道，法兰安装孔保持同一条线上。

②高温管道进行保温处理时，不要将涡街流量计支架全包起来，保温层最多不能超过传感器支架高度的三分之一，以免散热不好导致损坏。

③涡街流量计前直管段长度要求

a.缩管段流量计安装

b.扩管段流量计安装

c.单弯管流量计安装

d.双弯共面管流量计安装

e.双弯非共面管流量计安装

f.流量计前按照调节阀

g.测量气体时管道应该防止液体滞留

3.3传感器适用介质

涡街流量传感器只适用于单相介质，在供热系统中，同一时间只能对过热蒸汽、饱和蒸汽和热水3种中的一种介质进行计量。在供热系统中，热电厂送出的大部分是过热蒸汽，随着蒸汽在管道内流动，温度不断下降，过热蒸汽逐渐变为饱和蒸汽，在管道末端或用汽量很小的情况下，蒸汽还会变为湿饱和汽、汽水混合介质，甚至是水。蒸汽质量流量取决于传感器输出频率F（管道流速）和蒸汽密度ρ，仪表系数K随传感器为定值，频率F随用汽量大小而变化，蒸汽密度ρ在过热和饱和蒸汽中，随压力和（或）温度变化，可查表得到。湿饱和汽、汽水混合介质无表可查，无法得到密度；流体也不是单相介质，而实际使用中只能按饱和汽计量，因此产生误差极大。

3.4压损对计量的影响

涡街流量计不是质量流量计，它计量蒸汽质量取决于管道流速和蒸汽密度，而密度由压力决定，改变压力就是改变密度，在刚开启阀门时还改变管道流速，这几种情况都会使计量产生误差。例如：供热管道饱和蒸汽压力为0.8MPa，密度为4.655kg/m3，1m3体积质量为4.655kg；当经过减压阀或阀门后压力减为0.2MPa，密度为1.65kg/m3，1m3体积质量为1.65kg；1m3体积比未减压时少计量3kg。因此，为保证计量准确，流量计前阀门要全开，减压阀放在流量计之后。

3.5大口径大流量传感器的准确性

对大口径传感器的检定，由于受现有检定装置检定能力的限制，只能在小流量（低流速）下进行检定，大流量（高流速）下无法进行检定，这样大流量只有在实际使用中发现问题。由于受技术、生产工艺和检测手段等方面的限制，有些厂家的传感器在35m/s时就丢漏脉冲，流量（流速）越大，丢漏脉冲越多。出现此种情况，每天误差和每月累计损失蒸汽将很大。

结语

蒸汽流量仪表的选用是非常重要的,准确测量蒸汽流量是生产部门都必需和普遍关心的问题。随着经济的发展,提高测量水平的呼声越来越高。因此,应针对生产的实际情况,做一些更加细致的技术工作,切实探索出一条蒸汽流量测量的成功之路。

参考文献

[1]何明刚，杨晓丹，张军杰，房文杰.涡街气体流量计在瓦斯抽放管路流量测定中的应用浅析.煤矿安全，2008(1).

[2]陈培，卢嘉，郑永辉，李东.涡街流量计的选型.石油化工自动化，2005(4).

论文作者:娄小彬

论文发表刊物:《电力设备》2019年第20期

论文发表时间:2020/3/16

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