摘要:通過(guo)使用新型(xíng)的抗振型(xíng)渦街流量(liang)計 對飽和(hé)蒸汽流量(liàng)進行測量(liàng)的實踐,測(ce)量數據的(de)結果🔅表明(ming)達到試驗(yan)預期目的(de)。蒸汽小流(liú)量的測量(liàng)失🏃‍♀️真問題(tí)和㊙️渦街流(liú)量計的振(zhen)動幹擾問(wèn)題得到了(le)解決。
0前言(yán)
　　蒸汽已經(jīng)伴随機車(chē)和工業革(ge)命走過幾(ji)個世紀。迄(qi)今爲止,蒸(zhēng)❓汽已成爲(wei)現代技術(shu)不可或缺(que)的一部分(fèn)📧。它被廣泛(fan)應用于食(shi)品、紡織、化(huà)工、醫藥、電(diàn)力和供熱(rè)🐉等工業領(lǐng)域[",爲現代(dai)社會生産(chan)了豐富⛷️多(duo)彩的産品(pin)㊙️。
　　蒸汽的使(shi)用是如此(ci)廣泛,因此(ci)對蒸汽的(de)流量測量(liàng)成爲🔴使用(yong)各方的重(zhòng)要關注點(dian)之一。随着(zhe)蒸汽應.用(yòng)的發展,對(duì)蒸汽流量(liang)💜測量的研(yan)究工作也(ye)得到廣泛(fàn)開展。
1蒸汽(qì)及其流量(liang)測量
1.1蒸汽(qì)概述
　　蒸汽(qì)是吸收潛(qián)熱後帶有(yǒu)一定壓力(li)的水。蒸汽(qi)按狀态可(kě)分爲⛷️飽和(he)蒸汽和過(guò)熱蒸汽。由(yóu)鍋爐産生(sheng)的水蒸氣(qì)爲飽和蒸(zhēng)汽,飽和蒸(zhēng)汽加熱得(dé)到過熱蒸(zhēng)汽。圖1說明(míng)了各種狀(zhuang)😄态蒸汽在(zài)不同溫度(du)及壓力下(xià)的轉換關(guān)系。
 
　　飽和蒸(zhēng)汽在蒸汽(qì)中占有相(xiang)當大的比(bi)例，而濕蒸(zhēng)汽是飽和(hé)蒸汽實際(jì)存在的幾(jǐ)乎唯--形式(shì)。含有液滴(di)或♋液霧的(de)蒸汽稱💃爲(wei)濕蒸汽。嚴(yan)格來說，飽(bǎo)和蒸汽或(huò)多或少都(dōu)含有液滴(di)或液霧的(de)雙相流體(tǐ)✂️，所以,不同(tong)狀态下不(bú)能用同一(yī)氣體狀态(tai)方😄程式來(lai)描述。飽和(hé)蒸汽中液(ye)滴或🌏液霧(wu)的含量反(fǎn)映了蒸汽(qì)♈的質量,一(yī)般用幹度(du)這一參數(shù)來表示。
　　多(duō)年來的研(yán)究普遍認(rèn)爲飽和蒸(zhēng)汽具有如(rú)下特點:
1)飽(bao)和蒸汽的(de)溫度與壓(yā)力之間一(yi)一對應,二(èr)者之間隻(zhī)有一個獨(dú)立變量。
2)飽(bao)和蒸汽容(rong)易凝結,在(zai)傳輸過程(chéng)中如有熱(re)量損失,蒸(zhēng)汽中便🏃有(you)液滴或液(ye)霧形成，并(bìng)導緻溫度(du)與壓力的(de)降低。
3)準确(què)計量飽和(he)蒸汽流量(liang)比較困難(nan)。因爲飽和(hé)蒸汽👣的幹(gan)度難以保(bǎo)證,一般流(liú)量計都不(bú)能準确檢(jiǎn)測雙相流(liú)體的流量(liàng)🚶,蒸汽壓力(li)🈲波動将引(yǐn)起蒸汽密(mi)度的變化(huà),流量計示(shi)值産生附(fu)加誤差。
1.2蒸(zheng)汽流量測(cè)量
對于蒸(zhēng)汽流量測(ce)量的研究(jiu)和應用都(dōu)指出,影響(xiang)蒸汽流量(liàng)準📱确計量(liàng)的因素主(zhu)要有以下(xià)幾方面:
1)實(shí)際蒸汽流(liu)量低于流(liu)量計的可(ke)精确計量(liang)的最小流(liu)量(即量程(cheng)比不足);
2)流(liu)量計上下(xia)遊安裝的(de)直管段不(bu)足(存在流(liú)動擾動⭐);
3)蒸(zhēng)汽的密度(du)補償不正(zhèng)确(測溫測(cè)壓不準);
4)蒸(zheng)汽中含水(shui)(未作幹度(dù)補償);.
5)現場(chǎng)存在振動(dòng)和幹擾(渦(wō)街流量計(ji));
6)差壓傳送(song)誤差( 差壓(yā)式流量計(ji) )等等。
　　由于(yú)蒸汽本身(shen)的物理特(te)性,即在輸(shū)送過程中(zhong)常常是💰以(yǐ)汽、水㊙️兩相(xiang)流出現(即(jí)飽和蒸汽(qi)的幹度小(xiǎo)于100%),如果在(zài)蒸汽計量(liàng)中沒有對(dui)🧑🏽‍🤝‍🧑🏻幹度進行(háng)修正，測量(liang)的精度必(bi)定大爲下(xià)⭐降[2]。在蒸汽(qì)計量中,爲(wèi)實現正确(que)的測量，研(yan)究的一一(yī)個方向是(shì)設法保持(chí)測量點處(chù)的蒸汽幹(gàn)度以滿足(zú)要求,必要(yào)時還要采(cǎi)取其他補(bu)償措施。近(jìn)年來還有(you)🏃🏻人提出“以(yǐ)能量🌈替代(dai)質量作爲(wèi)蒸汽的結(jié)算單位”。
2蒸(zhēng)汽流量計(ji)選型
2.1蒸汽(qì)流計的類(lèi)型及其優(yōu)缺點
　　目前(qián)在工業上(shang)使用的流(liu)量計的類(lèi)型非常多(duō),其中适合(he)蒸汽流量(liang)測量的流(liú)量計既有(yǒu)其優點,也(yě)有使用上(shàng)的缺☔點。爲(wèi)确保🔞蒸汽(qi)🧑🏽‍🤝‍🧑🏻流量計的(de)性能和精(jing)度,最🚶重要(yào)的是選用(yòng)的流量👅計(ji)要符🏃合所(suǒ)使用的工(gōng)況。表1對各(gè)類蒸汽流(liú)量計🤟的優(yōu)缺點和應(ying)用情況進(jìn)行了比較(jiào)。
 
　　國内目前(qian)使用比較(jiào)流行的蒸(zhēng)汽流量計(jì)有 孔闆流(liu)量計 、 渦街(jie)流量計 等(děng)。表2對某廠(chǎng)1990年在用的(de)流量計進(jin)行了初步(bu)統計[4],表明(ming)孔闆流量(liang)計和渦街(jie)流量計的(de)使用占有(yǒu)主流地位(wèi)。
 
　　随着技術(shù)的進步和(he)交流的增(zēng)加,孔闆流(liú)量計在精(jīng)度和穩定(ding)性上的缺(quē)陷逐步被(bei)行業人士(shì)所認識,近(jin)年來❤️孔闆(pan)流量計安(an)裝量減少(shao)。而渦街流(liu)量計基于(yú)其原理.上(shang)的固有優(yōu)勢,70年代以(yi)來得到了(le)迅速發展(zhǎn)。據了解,現(xiàn)在日本、歐(ōu)美等發達(da)國家使用(yong)渦街流量(liàng)計的比例(li)大🤩幅度上(shang)升,已經廣(guang)泛用于各(ge)個領域。渦(wo)💞街流量計(jì)在全⛹🏻‍♀️球儀(yi)表行業引(yin)起普遍重(zhòng)視,被公認(ren)爲未來有(you)♻️發展前景(jing)的流🚶‍♀️量計(ji)之一。渦街(jiē)流量計将(jiāng)在🛀🏻未來流(liú)量儀表中(zhong)占主導地(dì)位,是孔闆(pan)流量計的(de)🐅理想替代(dai)産品。國内(nèi)在近幾年(nian)📧開始逐步(bu)使用渦街(jiē)流量計測(ce)量蒸汽流(liú)量,取得了(le)不錯的效(xiào)果。
2.2熱帶廠(chang)蒸汽工藝(yì)條件與環(huan)境
　　熱帶廠(chang)目前使用(yong)的蒸汽主(zhǔ)要由加熱(rè)爐爐内管(guǎn)道汽化産(chan)生,蒸汽過(guò)渡儲存在(zai)汽包中。設(shè)計要求汽(qì)包工作💁壓(ya)力爲0.50~0.80MPa,正㊙️常(cháng)工作壓力(li)爲0.70MPa左右。汽(qi)包産生的(de)蒸汽流量(liang)爲3.0t/h。蒸汽通(tong)過DN100的管道(dao)輸送，蒸汽(qi)終端用戶(hù)爲🆚食堂和(he)浴室,蒸汽(qì)主要用于(yu)加熱。圖2對(dui)熱帶廠的(de)蒸❗汽去向(xiang)作了簡單(dān)的說明。.
 
　　熱(rè)帶廠蒸汽(qi)使用量從(cóng)一天的時(shí)間段來看(kan),存在着用(yòng)👣量大小🔞變(bian)化大、短時(shi)間集中用(yòng)汽、大部分(fen)時間用汽(qì)小而均勻(yun)的💯特點。按(an)季節來看(kan)，冬季的用(yòng)汽量要🔅明(ming)顯大于夏(xia)季。表3對熱(rè)帶廠的蒸(zheng)汽使用情(qing)況作了簡(jian)單分析。
 
　　表(biǎo)3表明,測量(liàng)熱帶廠蒸(zheng)汽流量還(hai)需解決--個(ge)小流量的(de)問題。
2.3蒸汽(qi)流量測量(liang)方案
　　由于(yu)現場安裝(zhuāng)流量計的(de)條件限制(zhì),且蒸汽管(guǎn)道附♉近的(de)👄振🌍動源🔱比(bi)較多，受到(dao)頻繁的機(jī)械振動影(yǐng)響，因此決(jue)定選用新(xīn)型的🐕抗振(zhèn)🧑🏾‍🤝‍🧑🏼型渦街流(liú)量計。
　　該型(xing)渦街流量(liang)計在強度(du)達2g、5~110Hz的強大(da)全向振動(dong)幹擾下,所(suo)有☎️滿管式(shì)氣體流量(liang)計依舊保(bao)持優于0.5%精(jing)度、插❤️入式(shi)氣體流量(liang)📐計依舊保(bao)🛀🏻持優于1.0%的(de)精度。它的(de)所有指标(biao)能符合形(xíng)式實驗要(yao)求，抗振性(xìng)能良好，能(néng)解決渦街(jie)流量計由(you)于振動引(yin)起誤差的(de)不足♊。
　　經過(guò)對檢測的(de)蒸汽現場(chang)數據測量(liang)和計算,發(fā)現該蒸♈汽(qì)處于熱水(shuǐ)與蒸汽的(de)臨界點,即(jí)發生溫度(dù)或者壓力(lì)😄的微弱變(biàn)♉化時,蒸汽(qì)可能轉化(hua)爲熱水，也(yě)可能由熱(re)水轉化爲(wei)✌️蒸汽。
　　根據(jù)熱帶廠蒸(zhēng)汽使用情(qíng)況、工藝條(tiao)件及現場(chǎng)環境;對于(yu)可能出現(xian)的時爲熱(rè)水、時爲蒸(zheng)汽的情形(xíng);制定了流(liu)👣量計的安(ān)🛀🏻裝方案，即(ji)🔞在流量計(ji)安裝上遊(yóu)管道适當(dāng)位🧑🏾‍🤝‍🧑🏼置安裝(zhuāng)一隻用于(yu)減壓的閥(fa)門,使得通(tōng)過管道的(de)熱水因壓(ya)力的大幅(fú)度下降而(er)變成蒸汽(qi)。該方案通(tōng)過降低📞壓(yā)力保證管(guǎn)道内始終(zhōng)是單相蒸(zhēng)汽,爲蒸汽(qì)渦街流量(liang)計創造檢(jiǎn)測必須的(de)條件。
3效果(guo)分析
　　根據(ju)既定方案(àn)在現場安(ān)裝了抗振(zhèn)型渦街流(liú)量計,安㊙️裝(zhuang)後🈲的🔴效果(guo)見圖3。
 
　　流量(liàng)計安裝後(hou)進行現場(chǎng)調試。小流(liú)量測試采(cai)取的✔️辦法(fa)是完全關(guan)閉下遊用(yòng)戶的蒸汽(qì)閥門,使通(tōng)過流⭕量計(jì)的蒸🧑🏽‍🤝‍🧑🏻汽逐(zhú)步減小至(zhi)零,同時觀(guān)察二次儀(yi)表顯示的(de)數⭕據變化(hua)。經過反複(fu)幾次🈲的測(ce)試,均觀察(cha)到蒸💃🏻汽流(liú)量數🍉據逐(zhú)步變🌂小直(zhi)至零流量(liang)的現象。這(zhè)初步🔞說明(ming)不存在小(xiǎo)流量測量(liang)數據失真(zhēn)的情況。對(duì)各個時間(jiān)蒸汽瞬間(jiān)流量的記(jì)錄(表👌4.1)說明(ming)随着終端(duan)用戶蒸汽(qì)用量㊙️的變(bian)化,流量計(ji)的測量數(shu)值能準确(què)的、實時的(de)做出反應(yīng)。
 
　　對渦街流(liu)量計的抗(kàng)振性能用(yòng)簡單方法(fa)做了驗證(zheng)。在♍大流♍量(liang)和小流量(liang)兩種情況(kuang)下，分别對(duì)流量計兩(liang)側的☎️蒸汽(qi)管道進行(háng)大力💰度的(de)敲擊,經多(duō)次試驗觀(guān)察,未發💜現(xiàn)數據出現(xian)突然變化(huà)㊙️的現象。這(zhe)說明抗振(zhèn)型渦街流(liu)🐉量計能處(chu)理振動對(duì)流量測量(liàng)的幹擾，能(néng)有效解決(jué)渦街流量(liang)計因振動(dòng)引起誤差(chà)的缺陷。
　　抗(kang)振型渦街(jie)蒸汽流量(liang)計使用一(yī)個月,對數(shù)據進行⛷️收(shōu)集和統♍計(ji),得到每天(tiān)蒸汽用量(liàng)(參見圖4)。
 
　　對(dui)圖4的進行(hang)分析可以(yi)得到下面(miàn)的結論,蒸(zheng)汽的每💚天(tian)💛流量比較(jiao)均勻，變化(hua)不大，流量(liàng)曲線比較(jiao)平緩,基本(běn)在14-19t/h之間波(bo)動。對照表(biǎo)4的♈瞬間流(liú)量數據,說(shuo)明流量計(jì)的測量數(shu)據是準确(que)的，與試驗(yan)預期的蒸(zhēng)汽用量🛀符(fu)合。
4結語
　　渦(wō)街流量計(jì)在蒸汽和(hé)低壓氣體(tǐ)的流量測(cè)量方面得(de)到了廣泛(fàn)應用,但抗(kang)振性差、抗(kàng)幹擾能力(lì)弱的缺陷(xian)局限了它(ta)的應用。熱(re)帶廠選用(yòng)抗振型渦(wō)街流量計(jì)進行蒸汽(qi)流量測量(liang)，從使用效(xiao)果上來看(kàn),能完全滿(man)足小流量(liang)蒸汽在🔅千(qian)擾信号強(qiang)烈的環境(jìng)下的測量(liàng)使用。通過(guò)一段時間(jian)的觀察,流(liu)量計運行(hang)穩定，測量(liang)數據準确(que)。抗振型渦(wo)街流量計(jì)本身所具(ju)有的優勢(shi),使得它在(zai)流量測量(liàng)方面得到(dao)更多的應(ying)用。

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