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復雜工況下蒸汽測量及對應測量流量計的選型說
蒸汽在工業生產中應用得極為廣泛,是很多工藝環節能量的源泉,則對蒸汽的測量、過程控制就顯得十分重要。蒸汽具有其自身的特殊性,溫度、壓力都很大,對流量計的測量部件的要求也就相對較高。在流量變化頻繁、變化范圍較大的情況下,為滿足其測量精度,測要求流量計有較大的量程比。下面就幾種常用于蒸汽測量的流量計作簡單的對比分析。
一、孔板流量計
1、測量原理:差壓原理
2、優點:(1)孔板蒸汽流量計是流量計中很早的產品,其特點是測量介質廣泛,標準化產品。(2)價格便宜。(3)精度一般。
3、局限性:(1)孔板的長期測量精度低。孔板的節流件經過流體長時間的沖刷和磨損,徑值比發生變化,不能保證長期測量精度。(2)孔板阻流面積大,永久壓損大,會造成更多的能源浪費。(3)孔板的量程比小,一般為3:1,在流量范圍變化大的工況下,不能保證測量精度。(4)孔板安裝采用管道式安裝,安裝極為不便,安裝費用高,維護困難。
二、渦街流量計
1、測量原理:渦街流量計是應用流體振蕩原理來測量流量的,流體在管道中經過渦街流量變送器時,在三角柱的旋渦發生體后交替產生正比于流速的兩列旋渦,旋渦的釋放頻率與流速成正比,通過轉換器將頻率信號轉換為對應的流量值。
2、優點:(1)渦街產生的頻率僅僅是流速的函數,而與介質密度及粘度無關。(2)量程比較寬可達10:1。(3)壓損小,約為孔板的1/3~1/2。(4)精度高,流量信號由高精度的頻率信號轉換所得。在一定雷諾數范圍內,輸出頻率信號不受流體物性(密度,粘度)和組分的影響。(5)與節流式差壓流量計相比較,無需導壓管和三閥組等,減少泄漏、堵塞和凍結等(6)價格適中。
3、局限性:(1)旋渦分離的穩定性受流速分布畸變及旋轉流的影響,應根據上游側不同形式的阻流件配置足夠長的直管段或裝設流動調整器(整流器)。(2)對管道機械振動較敏感,不宜用于強振動場所。(3)儀表在脈動流、混相流中尚欠缺理論研究和實踐經驗。(4)渦街對頻率信號的檢測是由電氣
轉換器完成,耐溫壓等級有限,不適用于高溫高壓蒸汽的測量。
三、一體化蒸汽流量計
1、測量原理:結合了文丘里和均速管兩種不同的差壓技術的優點,是一種很特別的流量傳感器。
2、優點:(1)高精度,達±0.5%,重復性好,達士0.05%(2)量程比高至65:1,對于量程變化大的工況有明顯的優勢。
(3)永久壓損極小。(4)無直管段要求。(5)對于小流量、低流速時,通過“文丘里管”提高流速,達到有效測量。“文丘里管”還有整流作用,使得長期運行穩定性好。(6)測量部分沒有電氣裝置,耐溫壓等級高,適用于高溫高壓工況。
3、局限性:(1)價格較為昂貴,小口徑DN200大概6萬元人民幣左右。
四、均速管流量計
1、測量原理:差壓原理和徑向速度平均原理。
2、優點:(1)量程比10:1,適用于量程變化較大的工況。(2)測量精度±1%,重復性±0.1%。(3)耐高壓高壓,適用于高溫高壓蒸汽測量。(4)壓損小,約為孔板的1/4~1/2。(5)無需管道式安裝,安裝簡單,維護方便。(6)價格適中。
3、局限性:(1)對于經常開停機工況,在混相流中尚欠缺理論研究和實踐經驗。
 


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