摘要(yào)：在集中供(gong)熱自動化(hua)系統中，流(liú)量是體現(xian)集中✨供熱(rè)系統❄️水力(lì)平衡和調(diào)節均衡供(gong)熱必不可(kě)少的參數(shù)之一。流量(liàng)測量主要(yào)用于集中(zhong)供熱的熱(re)源傳輸、熱(re)力站的流(liú)量監測🌈、熱(rè)用戶🏃♂️的分(fen)戶計量等(děng)方面。随着(zhe)集中供熱(re)工程自動(dòng)化程度的(de)提高，工況(kuàng)檢測🚩也越(yue)來越精🙇🏻細(xì)。在集中供(gòng)熱生産過(guo)程中，流量(liàng)作爲整個(gè)系統中的(de)💯重要參數(shu)，對其測量(liàng)顯得尤爲(wei)重要。因此(cǐ)，在集中供(gòng)熱♉生産過(guò)程中，流量(liang)計
的選擇(ze)是非常重(zhòng)要的。簡要(yao)介紹熱力(lì)集中供熱(re)系統💔中🆚常(cháng)用流量計(jì)，包括渦街(jiē)流量計、差(cha)壓流量計(jì)、電磁流🐕量(liang)計，闡述了(le)其測量原(yuan)理、選用和(hé)安裝要求(qiú)，以期爲日(rì)後的相關(guān)工作提供(gong)參考。
集中(zhong)供熱測量(liang)的流量是(shì)表示熱水(shuǐ)流過供熱(rè)管道截面(miàn)的🌈數量♋，而(er)集中供熱(rè)過程控制(zhì)的精細化(hua)使得集中(zhong)💛供熱系統(tong)對流量的(de)💛測量點位(wei)越來越多(duo)，對測量精(jīng)度✍️的要求(qiú)🈲不斷提高(gao)。在集中供(gong)熱系統中(zhōng)，測量流量(liang)是爲了使(shǐ)整個熱網(wang)保持平衡(heng)，通過💘流量(liang)調節保證(zheng)供熱效果(guo)。這樣做，也(yě)便于與第(di)三方進行(háng)熱源結算(suan)。在集中🔅供(gong)熱生産過(guo)程中，如何(he)選取适合(he)的流👉量計(ji)呢？下面，結(jie)合工作中(zhong)⚽的一些具(jù)🔅體情況做(zuò)一些🔱簡單(dan)的闡述，以(yǐ)期爲相關(guan)工作者提(ti)供借鑒。
1流(liu)量的概念(nian)和流量計(jì)的分類
流(liú)量是指在(zai)一定時間(jian)内流過管(guǎn)道某橫截(jie)面流體的(de)體積⛷️或🛀質(zhi)量。在集中(zhong)供熱系統(tong)中，熱介質(zhì)多爲高溫(wēn)水🤩和蒸汽(qi)，因此，在集(ji)中🐉供熱生(shēng)産過程中(zhong)使用的多(duo)爲體💃🏻積流(liu)量，通常用(yòng)體積流量(liang)表征，用qv表(biǎo)示，單位爲(wei)m/h。一般流體(tǐ)在流動過(guò)程中并非(fēi)完全的均(jun1)勻流動，測(ce)量時，默認(ren)在某單位(wei)截面上的(de)無限小單(dān)元面積dA上(shang)的流動速(su)度是勻速(su)的，速度爲(wei)v。此時，流過(guo)此單元面(mian)積上的🤞流(liú)體流量可(ke)寫成dqv＝vdA，而通(tōng)過整個截(jie)面的流量(liàng)qv爲qv＝vdA。當整個(ge)截面上🥰的(de)流量分布(bu)是均勻的(de)，約等同于(yú)qv＝vA。質量流量(liàng)與體積流(liu)✏️量的關🍉系(xì)可以表示(shi)爲：
q＝pqv.（1）
式（1）中：p爲(wèi)流體的密(mì)度。
對于集(ji)中供熱系(xì)統，瞬時流(liú)量測量是(shì)表征管道(dao)内🤟的實⭐時(shí)流㊙️量。同時(shí)，在結算集(ji)中供熱熱(rè)量時，很多(duō)情況下都(dōu)需要總累(lèi)計流量。總(zǒng)累計流量(liàng)是指在一(yi)段時間内(nèi)流過管道(dao)的流量總(zong)和，即：
V＝∫qvdt.（2）
式（2）中(zhong)：v爲總的體(ti)積量。
通常(cháng)情況下，将(jiāng)測量瞬時(shí)流量的表(biǎo)計稱爲流(liu)量計，将檢(jian)測累計✔️流(liu)量的表計(jì)稱爲計量(liang)表。在集中(zhong)供熱系統(tong)中，流量計(ji)有顯示總(zǒng)量的作用(yong)。流量是在(zài)動态中測(cè)得的一個(gè)量，所以🤩，流(liu)量測量過(guo)程與流體(ti)的物理特(tè)性、流體的(de)工作環境(jìng)、流量計的(de)安裝位置(zhì)等有關。因(yīn)此，在實際(ji)工作中，要(yào)全面考慮(lü)各種因素(su)，确定流量(liàng)計的類型(xing)、測量方式(shì)，以及它在(zai)各種工況(kuang)🤟下的運行(hang)情況🏒，這樣(yang)才能達到(dào)準确測量(liàng)的目的。流(liú)量檢測✂️儀(yi)表包括體(ti)積流量儀(yi)表和質量(liang)流量🙇♀️儀表(biao)2種。在💋集中(zhōng)供熱的過(guò)程中，使用(yòng)最多的是(shi)體積流量(liàng)儀表，因此(ci)，我們隻介(jie)紹體積流(liú)量儀表。
由(yóu)qv＝vdA可知，當某(mou)一管道中(zhong)流體介質(zhi)的橫截面(miàn)積A确定後(hou)，測算出流(liu)💜過此截面(mian)流體的瞬(shùn)時速度v，就(jiu)可以計算(suan)出此處流(liú)體的體積(jī)流量qv。根據(jù)這個原理(li)制作的🏃♀️儀(yí)表被稱爲(wei)速度法體(tǐ)積流量儀(yi)表。速度法(fa)體積流量(liàng)儀表通常(chang)分爲
差壓(yā)式流量計(jì)
、電磁流量(liang)計、渦街流(liú)量計和超(chāo)聲波流量(liang)計等。在集(ji)中✂️供🔆熱系(xì)統中，多使(shǐ)用的是速(su)度法體積(ji)流量儀表(biǎo)。
2常用流量(liàng)計介紹
2.1渦(wo)街流量計(jì)
渦街流量(liang)計
主要使(shi)用在自備(bèi)燃煤鍋爐(lu)出口處，熱(re)力站一次(cì)網回‼️水♍流(liu)量監測中(zhong)。渦街流量(liang)計是20世紀(jì)後期才慢(man)慢發展起(qi)來的，它利(li)用🚩的是流(liú)體振蕩工(gōng)作原理。渦(wō)街流量計(ji)分爲卡門(mén)渦街和旋(xuan)進式渦街(jie)2類。卡門渦(wo)街㊙️運用的(de)是💯自然振(zhen)蕩的卡門(men)渦街原理(li)，旋📧進式渦(wo)街則是利(lì)用強迫振(zhen)蕩的漩渦(wō)旋進原理(lǐ)。目前，前者(zhe)應用廣泛(fan)。在集中✍️供(gong)熱生産過(guò)程中，主要(yào)運用的👣是(shi)卡門渦街(jie)式的渦街(jiē)💰流量計。
2.1.1測(ce)量原理
在(zai)管道中，垂(chuí)直于流體(tǐ)流向放置(zhi)一個非線(xiàn)性柱體㊙️，流(liu)體🈲流量在(zai)流動過程(chéng)中慢慢增(zeng)大到某種(zhǒng)程度後，流(liú)體在非線(xiàn)性柱體兩(liang)側會交替(tì)産生兩列(liè)規則排序(xù)的漩渦，如(ru)圖1所示。
如(ru)圖1所示，兩(liǎng)列漩渦的(de)旋轉方向(xiang)相反，且從(cóng)發生體上(shang)☁️分離🧡出來(lai)，平行但不(bú)對稱，所以(yi)，這兩列漩(xuán)渦被稱🛀🏻爲(wèi)卡門渦街(jie)（也稱“渦😄街(jie)”）。
渦街流量(liang)計的結構(gou)如圖2所示(shi)。如圖2所示(shì)，渦街流量(liang)計的底部(bù)是渦街流(liú)量傳感器(qì)，頭部是轉(zhuǎn)換電路。渦(wō)街流✔️量傳(chuan)❓感器包括(kuò)流體介質(zhi)振動檢測(cè)元器件和(hé)漩渦生産(chǎn)體。被測流(liú)體流過漩(xuán)渦産生體(ti)時會有規(gui)則的漩渦(wo)生成，此時(shi)，漩渦會産(chan)生有規則(zé)變化的升(shēng)☔力，檢測元(yuán)器件則會(huì)将此轉換(huan)爲交替的(de)頻率送給(gei)轉換電路(lu)部分，通過(guo)轉換電路(lù)輸出頻率(lü)信号或4-20MA電(dian)流信号。
2.1.2渦(wō)街流量計(ji)的安裝及(jí)相關注意(yì)事項
渦街(jie)流量計結(jie)構簡單實(shí)用，安裝程(chéng)序也很簡(jiǎn)化，與經常(cháng)使用的節(jiē)流式差壓(ya)流量計相(xiàng)比，可以省(sheng)去引壓管(guan)和
三閥組(zǔ)
等設備，節(jie)省維護工(gong)序和經濟(jì)成本。該流(liú)量計适用(yòng)📧的介質種(zhǒng)類比較多(duō)，比如氣體(ti)、液體、少部(bu)分的混合(hé)流體。另外(wai)，渦街流量(liàng)計的測量(liang)精度也比(bi)較高，通常(cháng)爲測量值(zhi)的±0.5%～±1.5%；測量範(fàn)圍廣，可達(da)10∶1或25∶1；壓損🎯比(bǐ)較小，一般(bān)爲
節流式(shi)孔闆流量(liang)計
的25%；儀表(biǎo)适用性強(qiang)。渦街流量(liang)計的産生(sheng)漩渦很容(róng)易受到流(liú)速👄不👨❤️👨穩定(dìng)等因素的(de)幹擾，因此(ci)，在安裝渦(wo)街流量計(ji)時，上遊側(cè)至🤩少要有(yǒu)10D的直管段(duan)，下遊側有(you)5D左右的直(zhí)管段。在㊙️選(xuan)擇安裝地(di)點時，應注(zhù)意避免機(ji)械振動，尤(you)其💚要避免(miǎn)管道振動(dòng)。
2.2差壓流量(liàng)計
對于集(ji)中供熱系(xì)統，差壓流(liú)量計主要(yào)運用在3台(tái)自備🍉鍋爐(lú)的總♈供水(shui)管的流量(liang)測量和部(bu)分熱力站(zhàn)的一次網(wang)回水流量(liang)測量中。相(xiang)比于其他(ta)流量計，差(cha)壓流量計(jì)的使用要(yào)更早一些(xiē)，其🌂應用範(fàn)👅圍更加廣(guǎng)泛，自然差(cha)壓流量計(ji)的技術也(yě)更成熟一(yi)些。節流差(chà)壓🔱式流量(liàng)計作爲差(cha)壓流量計(ji)，是适用範(fan)圍最廣的(de)一種。
2.2.1測量(liàng)原理
節流(liú)差壓式流(liu)量計的工(gong)作原理是(shì)，當流體在(zài)管道内流(liu)動時，遇到(dao)節流裝置(zhì)，就會實現(xian)壓力能轉(zhuǎn)換爲🌈動能(neng)🙇🏻的能量轉(zhuǎn)😄換過程，由(you)能量轉換(huàn)産生壓差(chà)信号。節流(liú)差壓式流(liú)量計主🔴要(yào)由節流裝(zhuang)置、
差壓變(bian)送器
兩部(bu)分組成，也(ye)被稱爲“差(chà)壓式流量(liang)計”。節流裝(zhuāng)置通常分(fen)爲标準👌節(jie)流裝置和(he)非标準節(jie)流裝置，其(qí)作用就是(shì)阻擋管道(dào)中流動的(de)流體，迫使(shi)其形成壓(yā)力差。系統(tong)的節流裝(zhuang)♍置由節流(liu)原器件、取(qu)壓裝置和(he)測量❤️引管(guǎn)3部分組成(chéng)。
孔闆流量(liàng)計
作爲節(jie)流式差壓(yā)計的一種(zhǒng)，其使用範(fàn)圍特别廣(guang)。目前，在集(jí)中供熱系(xì)統中，有很(hen)多檢測處(chù)都使用的(de)是孔闆流(liú)量☔計，其主(zhǔ)要是由标(biao)準孔闆和(hé)差壓變送(song)器組成的(de)。
2.2.2節流式差(cha)壓變送器(qi)優劣勢
節(jie)流式差壓(yā)變送器的(de)優勢是：①國(guó)際通用，應(yīng)用曆史長(zhǎng)，經驗數據(jù)豐富；②一次(cì)件和二次(cì)儀表可分(fen)開生産供(gòng)給，易于大(da)批量生産(chǎn)，降低成本(ben)，便于采購(gòu)；③測量介質(zhi)寬，适合液(yè)體和氣體(ti)。
節流式差(cha)壓變送器(qi)的不足有(yǒu)：①對安裝直(zhí)管段要求(qiú)高，一般要(yao)求10D以上；②長(zhang)期使用精(jīng)度嚴重下(xia)降，必須強(qiang)制周期檢(jian)定；③有不可(ke)恢複壓力(li)降，屬于高(gao)能耗流量(liàng)計；④量程窄(zhǎi)，法蘭裝夾(jiá)式，維護工(gōng)作量大；⑤不(bu)耐髒污，計(ji)量供暖水(shui)易短期失(shi)效（有顯示(shi)值，但與實(shí)際值偏差(chà)🔴比較大）。
2.3電(diàn)磁流量計(jì)
在集中供(gong)熱系統中(zhōng)，
電磁流量(liang)計
主要運(yun)用在一二(er)号隔壓站(zhàn)測試流量(liang)以及電廠(chǎng)出口處的(de)💋測量中。近(jin)年來，電磁(cí)流量計也(yě)被廣泛應(ying)用于不👈斷(duan)推廣的熱(re)用戶結算(suan)的分戶計(ji)量中。電磁(cí)流量計是(shì)以法拉第(di)電磁🛀🏻定律(lǜ)爲原理制(zhi)造的測量(liàng)流量的表(biao)計，其優點(dian)比較多，比(bi)如可測流(liu)量的範圍(wei)廣，流量比(bi)值可以達(da)到20∶1以上，可(kě)測量的管(guǎn)徑範圍大(da)，最🔱大可達(da)3m，測量精度(du)很高，可測(cè)量适當電(dian)導率範圍(wéi)内的水、腐(fu)蝕✊性液體(ti)、酸堿等各(ge)種流體流(liu)量。但是，電(diàn)磁流量計(ji)也有其缺(quē)點，它不能(neng)檢測氣體(tǐ)、蒸汽和純(chun)淨水的流(liú)量。
2.3.1工作原(yuan)理
在某磁(ci)場中，導體(ti)作切割磁(ci)力線運動(dòng)時，在導體(ti)中會産生(shēng)感應電勢(shi)，感應電勢(shì)的大小與(yǔ)導體在磁(cí)場中的有(yǒu)效長度和(hé)導體在磁(cí)場做垂直(zhí)于磁場方(fang)向運動的(de)速度成正(zhèng)比。其工作(zuò)原🧑🏾🤝🧑🏼理如圖(tu)3所示。
導電流體(tǐ)在磁場中(zhōng)做垂直方(fang)向流動而(er)切割磁力(li)🐇線💚時，會在(zai)💋管道兩邊(bian)的電極上(shàng)産生電勢(shì)。感應電動(dong)勢的方向(xiàng)由右手定(dìng)則判定，感(gan)應電勢的(de)大小由式(shi)（3）确定，即：
Ex＝BDv.（3）
式(shì)（3）中：Ex爲感應(yīng)電勢，V；B爲磁(ci)感應強度(dù)，T；D爲被測管(guan)道内徑，m；v爲(wei)測量流體(tǐ)的平均流(liu)速，m/s。
體積流(liú)量Qv等于流(liú)體的流速(sù)v與管道截(jié)面積（πD2）/4的乘(chéng)積，即㊙️Qv＝πD2v/4.将其(qi)代入式（3）中(zhong)可得：Qv＝πDEx/4B.由此(cǐ)可知，在被(bèi)測管道内(nèi)徑D已确定(dìng)，且磁感應(ying)強♊度B保持(chi)不變時，被(bèi)測Qv與B呈線(xiàn)性比例關(guān)系。如果同(tóng)時各插入(ru)一根電極(jí)于管道兩(liǎng)側，就可引(yin)入Ex，即可測(ce)得Ex的大小(xiǎo)，從💜而可以(yǐ)計算出Qv的(de)值。
2.3.2選擇時(shí)的注意事(shì)項
在集中(zhong)供熱系統(tǒng)中，選用合(hé)适的電磁(ci)流量計會(huì)事🛀🏻半功倍(bèi)——不僅可以(yǐ)節約成本(běn)，還可以獲(huò)得準确的(de)測量值。因(yīn)此，在選用(yòng)電磁流🈲量(liang)計時，應注(zhu)意以下幾(ji)點：①使用電(dian)♋磁流量🥰計(ji)測量時，被(bèi)測流體介(jie)質必須爲(wèi)導🐪電的液(yè)體。集中供(gòng)熱生産過(guò)程中的介(jie)質🈚爲非純(chun)淨🚩熱水，正(zhèng)好符合要(yào)求。②使用☂️電(dian)磁流量計(ji)💁測量時，其(qi)口徑本身(shēn)應該小于(yu)測量管道(dao)的内徑。測(cè)量時，管内(nèi)液體的流(liu)量🌍也要符(fu)❌合要求♉，一(yī)般情況下(xià)應超過滿(mǎn)量🈚程的1/2以(yǐ)上。③使用電(diàn)磁流量計(jì)測量時的(de)工作壓力(li)必須以其(qi)額定工作(zuo)壓力㊙️作爲(wèi)上限。④使用(yòng)電磁流量(liàng)計測量時(shí)，被測溫度(dù)一般不超(chāo)過200℃。
2.3.3在集中(zhōng)供熱系統(tǒng)中安裝的(de)注意事項(xiang)
在集中供(gòng)熱系統中(zhōng)安裝電磁(ci)流量計時(shi)應注意以(yǐ)下⛹🏻♀️幾點：①電(diàn)磁流量計(ji)的安裝位(wèi)置可以是(shì)水平的，也(yě)可是垂直(zhi)的，但是，必(bi)須根據現(xiàn)場實際情(qing)況和運行(hang)環境來确(que)定，同時，要(yao)遵循各廠(chǎng)家針對流(liu)量計的安(an)🌈裝提出的(de)要求。②在安(ān)裝電磁流(liu)量計時，要(yao)🍉注意電磁(ci)✍️幹擾（遠離(li)比如循環(huán)水泵⛷️、補水(shuǐ)泵、變壓器(qi)等），要正确(que)接地。③作爲(wei)速🔴度式流(liú)量計的一(yī)種，使用電(dian)磁流量計(ji)進行測量(liàng)工作時🤞，會(hui)受到流速(su)不均㊙️等因(yin)素的影響(xiang)，測量誤差(cha)會比較大(da)。因此，在安(an)裝電磁流(liú)量計時，在(zài)确定位置(zhi)💋時，要注意(yi)前面管道(dao)必須保持(chí)留有10D左右(you)✊的直管段(duàn)，以免影響(xiǎng)電磁流量(liang)計的正常(cháng)🌐使用。
3總結(jié)
在集中供(gòng)熱生産過(guo)程中，選擇(zé)流量計時(shí)必須注意(yì)設計要求(qiu)、經濟效益(yì)和适合特(te)定類型流(liú)量計工作(zuo)的工況。每(měi)種流🍉量計(jì)🏃都有其特(te)定的測量(liàng)介質範圍(wei)，也有其特(tè)定的工作(zuo)環境，因此(ci)，我們必☎️須(xu)根據集中(zhōng)供熱的具(jù)體生産情(qing)況，然後結(jié)合流量計(ji)本身的工(gong)‼️作特點及(ji)其經濟性(xing)，選擇合适(shi)的流量計(ji)。
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