涡街、孔板及V锥流量计在蒸汽测量领域的应用

涡街、孔板及V锥流量计在蒸汽测量领域的应用

一、蒸汽的特点

蒸汽是比较特殊的介质,随着工况(如温度、压力)的变化,过热蒸汽经常会转变成为饱和蒸汽,形成汽液两相流介质。对于相流的经常变化的蒸汽,使用目前流量仪表测量气流量,肯定会存在测不准的问题。这个问题的解决方法是保持蒸汽的过热度,尽量减少蒸汽的含水量,例如加强蒸汽管道的保温措施,减少蒸汽的压力损失等,以提高测量的准确度。

二、流量仪表的选型

至今为止,工业用流量仪表种类多达60余种,之所以这样,因为史上还没有一种对任何流体、任何量程、任何流动状态以及任何使用条件都使用的流量仪表,每种流量仪表都有它特定的适用性,也有其局限性。在选择流量仪表时应考虑5个主要因素:被测流体特性、生产工艺情况、安装条件、维护需求以及流量仪表的特性。对蒸汽计量而言,同样要考虑以上5个因素。这里,着重讨论流量仪表的特性、安装条件、维护需求以及选用流量仪表应注意的问题。

目前,测量蒸汽流量的仪表主要有涡街流量计、差压式(孔板、均速管、V锥、弯管)流量计、分流旋翼式流量计、阿牛巴流量计,浮子式流量计等,这里主要讨论涡街流量计、孔板流量计、V锥流量计。

1、涡街流量计

涡街流量计是基于卡门涡街原理而研制成功的一种新型流量计,由于它具有其它流量计不可兼得的优点,70年代以来得到了迅速发展。据介绍,现在日本、欧美等发达国家使用涡街流量计的比例大幅度上升,已经广泛用于各个领域,将在未来流量仪表中占主导地位,是孔板流量计的理想替代产品。

2、孔板流量计

应用中许多因素(设计参数与工况参数不符,上游直管段不足,孔板和管道不同心,孔板A面受污,锐角磨损等)对其测量精度有非常大的影响,使其测量误差增大;

安装较为麻烦,维护及拆洗的工作量较大;

需配差压变送器使用,增加了维护的工作量,另需敷设导压管,且在冬季需对导压管进行保温,不可以安装在室外;

若安装不正确,容易发生蒸汽泄漏;

压力损失较大,运行费用高。

3、V型锥流量计

以孔板、喷嘴和文丘里管为代表的差压式流量计(统称标准节流装置)已统领流量领域近百年,其优点是已经标准化、结构简单牢固、易于加工制造、价格低廉、通用性强。近百年来人们从未间断过对它们的研究和改善工作,但是由于先天结构上的缺陷,其本身固有的一些缺点,至今仍然没能得到很好的解决。如:流出系数不稳定、线性差、重复性不高从而影响到准确度也不高。孔板入口锐角这个关键部位易磨损、前部易积污、量程比小、压力损失大,特别是十分苛刻的直管段要求在实际使用中很难满足等。

为了克服上述这些不足,人们曾研制出1/4圆孔板、锥形入口孔板、圆缺孔板、偏心孔板、楔形孔板、可更换孔板、弯管等诸多的非标准节流件,试图解决这些问题。但是这些节流件同标准孔板一样,大都没有突破“流体中心突然收缩”这个模式,只是或多或少改善了局部某一个问题,并没有从根本上彻底解决所有问题,这种改进工作到了80年代中期才有了突破性的发展:塔形流量计出现打破了沿袭近百年的模式结构,使得节流式差压仪表发生了“质的飞跃”。

V锥流量计的重大突破在于:变流体在管道中心收缩为管道边璧逐渐收缩,即利用同轴安装在管道中的塔形体(节流件),迫使流体逐渐从中心收缩到管道内边壁而流过塔形体,通过测量塔形体前后的压差来得到流体的流量。正是这个边璧收缩的结构,使得塔形流量计具有了一系列其他差压仪表无法相比的优点,彻底克服了以孔板为代表的传统差压仪表的诸多缺点。经过国内外10多年的应用和多次测试,已充分证明它能在极短的直管段条件下,以更宽的量程比对各种流体(包括脏污、低流行更准确更有效的测量。从此揭开了差压式流量仪表划时代的崭新一页。可以预言,随着人们对它逐渐认识、了解、熟悉和掌握,V形内锥节流装置由一种非标准节流装置晋升为标准节流装置,即随着国家关于V形内锥节流装置的标准的出台,它必将逐渐和完全取代以孔板为代表的传统差压仪表。

综上所述,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需要和普遍关心的问题。随着经济的发展,提高测量水平的呼声越来越高。因此,应针对生产实际情况,做一些细致的技术工作,切实探索出一条蒸汽流量测量的成功之路。

BACK PAGE