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關于熱電廠蒸汽測量渦街流量計應用實例探討
  一、  渦街流量計是一种基于利用流体自然振荡的原理制成的分离型流量计, 渦街流量計是一种速度式流量计,在石油、电力、化工等领域得到广泛应用。当流体以足够大的速度经过管道中的旋涡发生体时在两侧交替地产生有规则的旋涡,这种旋涡称为卡曼涡街, 为了得到这种涡街,就必须对于管道中的流场有较高的要求,才能达到准确测量的标准。如何用好渦街流量計一直是许多用户非常关心的问题。本文通过介绍了渦街流量計的工作原理及特点,结合在热电厂蒸汽测量中长期使用的经验,介绍渦街流量計选型及安装使用过程中必须注意的一些问题。
渦街流量計
  二、 渦街流量計在我厂的使用情况
  渦街流量計在我厂已有十几年的使用历史。由于具有结构简单、测量范围宽、安装方便、日常维护费用低等优点,渦街流量計的用户中数量已从初十几户发展到现在四十几户。热用户流量表型号的统一也有利于电厂人员日常维护及管理。随着电子技术的发展,流量计由初的分体式发展到现在的一体化智能式。而日常巡视制度的完善、仪表检测手段的提升、远程抄表系统的建立也为渦街流量計的正常运行提供了有力保障。
三、 渦街流量計的选型
  在热网中,各类用户的生产方式差异很大,有的用户连续生产,终年热负荷都很稳定;有的用户负荷随季节变化较明显,如以采暖设备为主要负荷的用户,夏季流量与冬季流量相差较大;而另一类用户,仅单班生产,多数时间热负荷为零。但总的来说,范围度是这种用途的仪表须考虑的重要问题。在热网的测量应用中,一般主要考虑测量饱和蒸汽的流量不得低于渦街流量計的下限,以满足流体流速不得低于5m/s。用户端的管道一般在设计上可供几个设备同时使用,但有时候由于生产需要部分设备不使用,使用汽流量减小,实际造成原设计选型口径过大,相当于提高了可测的流量下限,当管道小流量时指示无法保证仪表的精度。因此,要尽量采用小点的口径,以保证测量精度。
  渦街流量計的选型是用好流量计的关键环节。有些场所由于工艺由于管道没有充满介质,而用户不愿意缩管,甚至超出了所选流量计的使用范围而无法测量。因此流量计选型时应先初步估算,结合温度和压力再计算出流量范围,按照流量范围再选择流量计的口径,避免处于测量的下限而导致测量精度的大大降低。渦街流量計的仪表口径及规格要遵循以下原则进行选择:
  (1)明確流體的名稱、成分。(2)明確工作狀態的大、常用、小流量。(3)明確高、常用、低工作壓力和工作溫度。(4)工作狀態下介質的黏度。(5)根據被測流體狀態的不同(液體、氣體、蒸汽)進行儀表流量範圍、口徑大小的計算與選擇。
  四、 渦街流量計的安装
  渦街流量計的安装也是使用中的重要环节,如果安装不当,不仅影响测量的精度,而且会影响仪表的寿命,甚至损坏仪表。渦街流量計的安装一般遵守以下要求:
  (1)安裝場所和環境的選擇:要避開大功率電器、高頻設備及高壓線及強電源開關設備;周圍不能有高溫高輻射設備,電源應不能和大電機同路且應有可靠接地;避開強烈震動場所。
  (2)流量計前有彎頭、口徑變管、閥門時,流量計的上下遊必須有夠的直管段,其長度要求如圖3所示。
  (3)在水平管道上,若被測氣體中含有少量的液體,傳感器應安裝在管線的較高處;相反,則傳感器應安裝在管線的較低處。
  (4)在垂直管道上,若被測氣體中含有少量的液體,傳感器的流向應由下向上;相反,傳感器的流向應該由上往下,這樣不會將液體重量額外附加在探頭上。
  (5)測量過熱蒸汽,飽和蒸汽和低溫液體時,若條件允許好采用側裝,這樣流體的溫度對放大器的影響較小。
  (6)當需要在傳感器附近測量壓力和溫度時,測壓點應在傳感器下遊的3-5D處,測溫點應在傳感器下遊的6-8D處。
  五、 渦街流量計使用中应注意的几个问题
  5.1 震动和干扰
  渦街流量計是一種基于震動原理的儀表,對機械震動、流體流動的震動特別敏感,因此應避免安裝在強烈振動的管道上,以免影響測量精度,特別是管道的橫向振動會導致管道內的流體隨之振動,從而使儀表産生附加誤差。振動幅度大于0.2g應安裝減振支架。
  空间高频率电磁干扰通过信号线和电源线的分布电容耦合到仪表的输入端,对渦街流量計信号构成干扰,消除这种干扰的影响主要通过增加金属防护罩解决。而低频电磁干扰,特别是民用电源(AC220V,50Hz)是主要的干扰源,这种干扰与仪表信号线的敷设、安装位置、安装方式、工作环境、接地环境及方式有很大关系。电源的干扰降低流量测量效果,使输出信号误差增大。其检查方法可以通过公式:f=q*K计算出结果,若f=50,则可以判定仪表受到电源干扰。避免电源干扰,主要通过合理选择安装地点,增加信号线与电源线之间的间隔,流量计信号采用单独接地等措施解决。
  5.2 防雷、防雨
  防雷、防雨在渦街流量計的使用中是一项比较重要的工作,主要因为:仪表及仪表箱通常安装在室外,风吹雨淋,容易被锈蚀氧化,使接地效果越来越差;高空架设的电线也是雷击的对象,GPRS无线抄表系统中的远传通信特别容易受到雷击波的冲击引起仪表损坏;雷电对渦街流量計的损坏主要通过以下方式:1、雷电经过电源部分侵入烧坏仪表。2、雷电产生的同时伴随强大磁场仪表电子元件产生磁感应,瞬间生成强电压和电流,击穿绝缘烧坏仪表。
  5.3 雷电脉冲波经过无线网络侵入流量仪烧坏通讯芯片或仪表
  基于以上原因,安裝在室外的流量計必須加裝防雨罩,以免流量變送器進水,損壞電子元件。
  通常采用的防雷方案:(1)外部防雷:包括避雷針、避雷帶、引下線、接地極等等。(2)內部防雷:在需要保護設備的前端安裝合適的防雷器,使設備、線路與大地形成一個有條件的等電位體。
  5.4 参数设置
  虽然渦街流量計的主要参数在出厂时已设置好,但使用中有时必须根据现场实际情况进行相应的调整。其重要参数的正确性是仪表精度的保证。
  (1)仪表系数:是渦街流量計中一个核心参数,它只与仪表的尺寸及漩涡发生体的形状有关。虽然使用一段时间后有微笑变化,但除非经过质量监督部门校验,一般不允许修改。
  (2)小信号切除:一般工业用户管道都会有一定的振动,因此会产生假的流量信号,特别停汽状态下,会对渦街流量計计量产生较大影响,而小信号切除功能正好可以去掉假的流量信号,避免产生结算误差。
  (3)儀表不靈敏區:該參數用來檢出有用信號,克服無用噪聲。在用戶設置好系統增益參數後,再根據信號強度來設置系統阈值。一般情況下,系統阈值數設爲信號強度低值的1/3~1/4。
  六、結語
  渦街流量計以其独特的优点在热网蒸汽计量中广泛应用,但其安装、使用条件比较复杂。随着电子技术的不断发展,渦街流量計的性能必将得到更大的提升,比能更好地满足各类用户的需求。
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