影響渦街流量計準確性的因素有哪些
一、影響因素
渦街流量計的工作原理是在流體中設置漩渦發(fā)生體，從而發(fā)生體兩側交替產(chǎn)生有規則的漩渦，漩渦列在漩渦發(fā)生體下游非對稱(chēng)地排列，產(chǎn)生一定的頻率，通過(guò)公式f=St×v/（1-1.27d/D）×d（式中：St——斯特勞哈爾數，為無(wú)量綱數，與漩渦發(fā)生體及雷諾數有關(guān)；v——流速；d——發(fā)生體迎面寬度；D——公稱(chēng)通徑）即可得出流速。
一般來(lái)說(shuō)，渦街流量計輸出信號（頻率）不受流體物性和組分變化的影響，是指儀表系數僅與漩渦發(fā)生體形狀和尺寸以及雷諾數有關(guān)。它的優(yōu)點(diǎn)是：結構簡(jiǎn)單牢固，安裝維護方便；多種類(lèi)流體，液、氣、蒸汽及部分混合相皆適用；準確度較高，一般達±1%R；流量范圍寬，可達10∶1或20∶1或更大；壓頭損失??；無(wú)零點(diǎn)漂移；價(jià)格相對便宜。缺點(diǎn)是：不適于低雷諾數Re＜20000的情況，對高黏度、低流速、小口徑的使用有限制；對環(huán)境的要求較高，應盡量杜絕有振動(dòng)的場(chǎng)所，且上游側需要有較長(cháng)的直管段；儀表系數較低，且口徑愈大愈低。信號分辨力降低，故口徑不宜過(guò)大，一般應用于DN15~DN300。渦街流量計在測量飽和蒸汽（以飽和蒸汽為例）質(zhì)量流量時(shí)，壓力波動(dòng)、干度變化、振動(dòng)、差壓過(guò)大等因素均會(huì )影響渦街流量計準確計量。
二、存在的問(wèn)題分析
工業(yè)現場(chǎng)常用質(zhì)量流量作為測量蒸汽流量的依據，公式如下：
Qm＝Qvρ （1）
式中：Qm——質(zhì)量流量，kg/h；Qv——體積流量，m3/h；ρ——流體的密度，kg/m3。
由式（1）可知，質(zhì)量流量與密度有關(guān)，也就受壓力、溫度、流體種類(lèi)、干度、流速等因素影響，這幾種因素直接影響流量值的正確測量。
1.干度變化
渦街流量計在測量飽和蒸汽時(shí)，要求飽和蒸汽干度不低于85%。但現場(chǎng)實(shí)際情況是飽和蒸汽干度在鍋爐內就小于100%，而經(jīng)管道傳送一段距離后，會(huì )出現干度低于85%的現象，它使測量值下降。
目前，用于測量蒸汽流量的流量計大部分為體積流量計，*先測得體積流量，然后通過(guò)蒸汽的密度計算質(zhì)量流量，也就是假定蒸汽為完全干燥。但是，蒸汽并非完全干燥，如果不考慮蒸汽干度的影響，得出的數據會(huì )低于實(shí)際流量。因此，流量計的二次儀表（流量演算儀）應具有設置飽和蒸汽干度以及修正的功能。但在實(shí)際工況下確定蒸汽的干度很困難。如果能夠改進(jìn)蒸汽流量計入口處的蒸汽品質(zhì)，就能改進(jìn)蒸汽流量計的測量準確度。
2.壓力變化大
在熱網(wǎng)管道中有很多閥門(mén)和減壓閥，它們都能改變管道壓力。渦街流量計不是質(zhì)量流量計，它計量蒸汽質(zhì)量取決于管道流速和蒸汽密度，而密度由壓力決定，改變壓力就是改變密度，在剛開(kāi)啟閥門(mén)時(shí)還改變管道流速，這幾種情況都會(huì )產(chǎn)生計量誤差。
在工業(yè)現場(chǎng)壓力經(jīng)常發(fā)生波動(dòng)，壓力波動(dòng)會(huì )影響飽和蒸汽密度。當壓力低于或高于標定值時(shí)，直接影響質(zhì)量流量值偏高或偏低。
3.管道及流量計震動(dòng)
渦街流量計儀表系數誤差隨管道震動(dòng)加速度的增加而變大，整體抗震性能較差。在相同管道震動(dòng)加速度條件下，無(wú)論震動(dòng)頻率如何變化，渦街流量計儀表系數誤差隨流量增大有減小趨勢，小流量下受管道震動(dòng)影響*大。同時(shí)，渦街流量計儀表系數隨管道震動(dòng)頻率的增大而減小。
管道及流量計加固不好，或流量計靠近電動(dòng)機就會(huì )產(chǎn)生震動(dòng)。震動(dòng)會(huì )對渦街流量計產(chǎn)生干擾，使流量計測量值偏高或造成流量誤判。
4.流量計出口側通向大氣
渦街流量計出口側通向大氣，會(huì )出現前后壓差過(guò)大的現象，這會(huì )導致流速達到上限，因此不能正確反映流量變化。出現這種情況主要是由于零點(diǎn)漂移和引壓管布置不合理造成的。
5.流量計前后直管段安裝不符合要求
渦街流量計的安裝對其前后直管段有一定要求，如不符合要求，便會(huì )影響卡門(mén)渦街的正確形成，從而影響飽和蒸汽的測量值。如LUGB-2310型渦街流量計，在管道上游安裝一個(gè)彎頭時(shí)，應在渦街流量計的上游側配置長(cháng)度大于等于20D（D為流量計公稱(chēng)通徑）的直管段，下游側配置長(cháng)度大于等于5D的直管段。
三、問(wèn)題的解決方法
1.干度低于85%
當飽和蒸汽干度變化較大且低于85%時(shí)，應在流量計出口側（7~8）D處安裝一個(gè)濕度變送器，并根據可測數據按下式進(jìn)行修正：
V=XVg+（1-X）Vf
式中：V——濕蒸汽比容，m3/kg；X——干度，%；Vg——飽和蒸汽的比容，m3/kg；Vf——水的比容，m3/kg；（1-X）——濕度，%。
將處理后的濕蒸汽比容參與質(zhì)量流量的計算可得到準確的數據?，F在市場(chǎng)上的智能流量積算儀，一般只能實(shí)現壓力補償而無(wú)干度補償，一旦遇到干度低于85%的蒸汽（飽和）時(shí)則不能正確反映質(zhì)量流量值。*好采用既適用于壓力補償又適用于干度補償的智能流量顯示儀。
2.波動(dòng)的壓力
如上所述，由于飽和蒸汽對壓力、溫度、密度之間有一定的對應關(guān)系，因此，只需根據壓力變化情況對所測流量密度進(jìn)行修正（如查表分段補償法等），就可得到較為正確的測量值。
3.管道及流量計震動(dòng)
對于管道及流量計產(chǎn)生的震動(dòng)，應立即采取加固措施，嚴格按要求施工。若不得已要安裝在震動(dòng)較強的管道上，必須采取減震措施，在傳感器的上下游2D處分別設置管道緊固裝置，并加防震墊。特別注意：在空壓機出口處震動(dòng)較強，不能安裝傳感器，應安裝在儲氣罐之后。
4.流量計出口側通向大氣
渦街流量計出口側直接通向大氣，流速容易達到上限值，這是由前后壓差過(guò)大造成的。此時(shí)，渦街流量計因輸出模擬信號（4～20）mA或脈沖信號超限，系統不能正確反映測量值。因此，應嚴格限制飽和蒸汽流速使之低于上限，或在上游側前面加整流器。在條件允許的情況下也可采用提高背壓的方法。
5.直管段安裝不符合要求
對于直管段的安裝一定要嚴格按照規范執行，不能因為環(huán)境條件不允許或者施工方便隨便安裝流量計。此外，對流量計應定期檢查校驗，并確保直流電壓源為24V，*低也不能小于21V。
四、結束語(yǔ)
筆者認為，渦街流量計使用過(guò)程中影響測量值的原因多來(lái)自以上問(wèn)題，而對這些問(wèn)題的解決方法效果都比較明顯。在使用中應特別重視干度、壓力波動(dòng)、流量計出口側通大氣等。而管道震動(dòng)、直管段等在一般說(shuō)明書(shū)均有較為詳細的介紹和規定。建議在選用渦街流量計測量流量時(shí)，*好采用有壓力、溫度、流體種類(lèi)、干度及流速補償的渦街流量計，以達到計量準確。
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