渦街流量計近些年由于材料和測量技術(shù)的進步和渦街廠家的大力推廣,占領(lǐng)了許多流量測量的市場份額。下面通過表一列出的目前國際市場份額最高的兩個渦街流量計廠家與最常用的節(jié)流式差壓流量計孔板的技術(shù)參數(shù)比較來介紹渦街流量計在流量測量方面的優(yōu)勢。
表1渦街流量計與差壓式流量計的技術(shù)參數(shù)比較
1測量精度
眾所周知,渦街流量計是基于卡門渦街原理來測量流體的。當流體的雷諾數(shù)達到一定數(shù)值時,流體在渦街發(fā)聲體的后面產(chǎn)生交錯的,旋轉(zhuǎn)方向相反的和有規(guī)則的對稱旋渦,猶如一個街道,渦街的頻率與流速有一定的關(guān)系。由于旋渦的頻率與流速成簡單的線性關(guān)系,而頻率測量易于實現(xiàn)數(shù)字化與智能化,所以其測量精度能大大地提高。根據(jù)表一也可看出,相對于孔板大于2%滿量程的系統(tǒng)誤差,渦街流量計的測量誤差能達到1%以下。
2量程比
除了測量精度高外,渦街流量計還有一個顯著的優(yōu)勢,就是具有很寬的量程比。從表一中可以看出,渦街流量計的量程比普遍能大于20∶1,這是其他儀表不易達到的水平。以常用的孔板流量計為例,孔板壓降與流量的平方成正比,若流量的量程比為4∶1,差壓的量程比就要達到16∶1,而普通的差壓變送器要在這么大的量程比下保證精度是很困難的,這也是限制孔板流量計量程比不可能高的原因。
3安裝和維護要求
渦街流量計相對于差壓式流量計在安裝和維護方面有著顯著的優(yōu)點。除了眾所周知的無引壓管,無流動死區(qū),無需伴熱等優(yōu)點外,先進的渦街流量計還有許多結(jié)構(gòu)上的優(yōu)勢,以ROSEMOUT8800D為例,可以采用全焊接、無墊圈的表體結(jié)構(gòu),沒有可阻塞的端口和縫隙,甚至能采用在線可更換的非接液式傳感器,傳感器與過程工藝隔離,可以在不破壞工藝密封的情況下更換(見圖1)。這樣就能在無需增加旁路管線的情況下,隨時可對傳感器進行插拔和標定。傳感器和變送器能通用所有口徑,互換性很強。這些結(jié)構(gòu)上的特點讓原先在節(jié)流式差壓流量計上的優(yōu)點在渦街流量計上也能實現(xiàn)。
4經(jīng)濟效益
渦街流量計經(jīng)濟效益可以從以下幾個方面分析:
(1)設(shè)備采購費:以進口的渦街和節(jié)流式差壓流量計(包括節(jié)流裝置,差壓變送器,一次閥,引壓配管和儀表箱等)做比較,在流量測量精度要求不高的情況下,當儀表口徑比較小時,渦街采購費用要比節(jié)流式流量計貴20%~30%。當流量計口徑要求比較大時,孔板流量計只需放大節(jié)流裝置,成本上升不是很明顯,節(jié)流式差壓流量計的價格優(yōu)勢會更明顯,甚至能比同口徑的渦街便宜50%以上。但如果要求流量測量精度比較高的和一些寬量程比的場合,需要兩臺甚至多臺差壓流量計疊加使用的時候,節(jié)流式差壓流量計的采購成本優(yōu)勢和渦街流量計相比就不是很明顯了。
(2)安裝費用:渦街流量計的安裝非常簡單,可以采用管道式安裝,人工成本很低。而孔板流量計由于引壓管的安裝,人工成本比渦街高的多。這點在國外的工程項目中由于人工成本比較昂貴尤其明顯。
(3)后期維護費用:渦街流量計一次性安裝完畢后,除了定期標定外,基本免維護。但由于標定工作一般是在工廠進行的,要放在流量標準裝置上進行,費用稍高。而標準節(jié)流式差壓流量計由于規(guī)定可以用幾何標定法進行標定,一般可在現(xiàn)場找到合適的場所進行標定。但節(jié)流式差壓流量計正常使用時,需經(jīng)常更換各種材料,沖洗、排污、保溫伴熱和系統(tǒng)維護,其維護和人工費用累計起來很昂貴,這對工廠的長期運營是一筆不菲的開銷。
綜合上面的分析比較,可以看出渦街流量計在設(shè)備采購的一次投資上比節(jié)流式差壓流量計要高以外,在安裝和后期維護方面有著明顯的成本優(yōu)勢。國外許多煉廠經(jīng)過詳細的成本核算,認為渦街流量計的應(yīng)用可以有效減少煉廠的開支,所以在能采用渦街流量計的場合盡量采用。
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