渦街流量計雖然相對節(jié)流式差壓流量計有許多優(yōu)點,但是要想應(yīng)用好并不容易。一臺渦街流量計的使用,要經(jīng)過設(shè)計、選型、安裝、調(diào)試、投運和維護幾個階段,需要參與這幾個階段的工程技術(shù)人員對渦街流量計的原理、技術(shù)要求和安裝調(diào)試的步驟有必要的科學(xué)理論知識及基本技能。通過實際的工程經(jīng)驗從幾個方面探討一下影響渦街流量計計量正確性的因素和對策。
1被測介質(zhì)
雖然渦街流量計適用的流體比較廣泛,可以適用于液體,氣體和蒸汽,但對流體有著比較高的要求。
(1)雷諾數(shù):渦街流量計不適用于低雷諾數(shù)的流體。這主要是由渦街流量計的測量原理決定的。低雷諾數(shù)時,渦街流量計的儀表系數(shù)線性度會變差。雖然如表一所示,渦街流量計可以測雷諾數(shù)Re>5000的流體,但最佳的可測范圍是雷諾數(shù)Re>20000的流體。另外,流體雷諾數(shù)與粘度和流速相關(guān),當流體粘度高和流速低時,也會影響甚至阻礙旋渦的產(chǎn)生。
(2)臟污度:當流體的臟污度比較高時,所含的固體微粒對旋渦發(fā)生體的沖刷就會產(chǎn)生磨損,也會產(chǎn)生噪音,將會影響渦街流量計的儀表系數(shù)。
(3)兩相流:渦街流量計不適用于兩相流的場合。所以在選用渦街的時候一定要考慮流體的飽和蒸汽壓,例如在柴油和煤油加氫裝置中,在熱高分和冷高分出口的流量測量特別容易出現(xiàn)兩相流的現(xiàn)象。渦街流量計的輸出脈沖與流過渦街發(fā)生體的流體體積成正比,當流過旋渦發(fā)生體時產(chǎn)生兩相流,這種正比關(guān)系就不成立了,輸出的脈沖就會比應(yīng)有的脈沖數(shù)明顯減少,造成了所謂的“漏脈沖”現(xiàn)象。這時,流量測量的精度就會受到很大影響。
(4)高溫高壓:由于渦街流量計測量原理,制造材料和結(jié)構(gòu)的局限性,對于被測流體的溫度和壓力高于一定數(shù)值時,用渦街流量計測量現(xiàn)在還是有困難。同樣以ROSEMOUNT8800D為例,最高適用溫度只能到427℃,最高壓力只能達到Class1500。
2口徑的選擇
渦街流量計的選型中,儀表口徑的選擇是非常關(guān)鍵的,它與流體的流速和壓降等參數(shù)相關(guān)聯(lián),所以它直接影響渦街流量計應(yīng)用的好壞。下面介紹幾條選擇渦街口徑的經(jīng)驗以供參考:
(1)渦街流量計口徑不能選擇過大,被測的最大流量最好不能小于該流量計可測流量的35%。
(2)在選擇渦街流量計口徑時,一定要保證測量的流量要高于渦街流量計的最小切除流量,特別是在渦街流量計參與連鎖的場合,最低連鎖值一定要保證高于這個最小切除流量的10%以上。
(3)要考慮合適的壓力降,以避免出現(xiàn)氣穴現(xiàn)象和兩相流。
渦街流量計由于有寬泛的量程比,對于同一管道流量的測量,很有可能可選的儀表口徑有好幾個選擇。雖然選擇大口徑有利于降低流量計的壓損,但對小流量的適應(yīng)性,小口徑的流量計更突出。圖2和圖3顯示了DN200和DN150渦街流量計流量和精度及壓降的曲線。從中可看出,DN200的渦街流量計的最小切除流量要比DN150的渦街流量計的最小切除流量大不少。渦街流量計的這個最小切除流量很重要,如果被測流量低于這個流量,渦街流量計的輸出就會是零,這是它和其他流量計不一樣的地方。另外,需要說明一下渦街流量計的永久壓降,許多人都認為渦街流量計比一些節(jié)流式差壓流量計的壓降要小,這是有些片面的,同口徑的渦街流量計的確比節(jié)流式差壓流量計的壓降要小很多,但是對于同一管道,我們在選渦街時,為了符合上面的原則,一般都會選擇比管徑小的渦街,再加上口徑與儀表口徑一致的前后直管段,實際上的壓降和節(jié)流式差壓流量計的壓降差不多,有時甚至?xí)。所以在考慮合適的壓力降避免氣穴和兩相流時,一定要結(jié)合渦街流量計的實際口徑以及前后直管段長度綜合考慮。最后,還需要注意一點,如表一所示渦街的可選尺寸是有局限性的,市場上所供應(yīng)的渦街最大一般也就到DN400,這是因為渦街口徑大了后,儀表的分辨力較低,精度得不到保障,所以質(zhì)量好的渦街流量計都不提供大于DN400的儀表。
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