摘要(yao):通過(guo)使用(yong)新型(xing)的抗(kang)振型(xing)渦街(jie)流量(liang)計
對(dui)飽和(he)蒸汽(qi)流量(liang)進行(hang)測量(liang)的實(shi)踐,測(ce)量數(shu)據的(de)結果(guo)表明(ming)達到(dao)試驗(yan)預期(qi)目的(de)。蒸汽(qi)小流(liu)量的(de)測量(liang)失真(zhen)問題(ti)和渦(wo)街流(liu)量計(ji)的振(zhen)動幹(gan)擾問(wen)題得(de)到了(le)解決(jue)。
0前言(yan)
蒸汽(qi)已經(jing)伴随(sui)機車(che)和工(gong)業革(ge)命走(zou)過幾(ji)個世(shi)紀。迄(qi)今爲(wei)止,蒸(zheng)汽已(yi)成爲(wei)現代(dai)技術(shu)不可(ke)或缺(que)的一(yi)部分(fen)🏃♀️。它被(bei)廣泛(fan)應用(yong)于食(shi)🥵品、紡(fang)✌️織、化(hua)工、醫(yi)藥、電(dian)力和(he)供熱(re)📧等工(gong)業♊領(ling)域[",爲(wei)㊙️現代(dai)社會(hui)生産(chan)了豐(feng)富多(duo)彩的(de)産品(pin)。
蒸汽(qi)的使(shi)用是(shi)如此(ci)廣泛(fan),因此(ci)對蒸(zheng)汽的(de)流量(liang)測量(liang)成爲(wei)使用(yong)各方(fang)的重(zhong)要關(guan)注點(dian)之一(yi)。随着(zhe)蒸汽(qi)應.用(yong)的發(fa)展,對(dui)蒸汽(qi)流量(liang)測量(liang)的研(yan)究工(gong)作也(ye)得到(dao)廣泛(fan)🥵開展(zhan)。
1蒸汽(qi)及其(qi)流量(liang)測量(liang)
1.1蒸汽(qi)概述(shu)
蒸汽(qi)是吸(xi)收潛(qian)熱後(hou)帶有(you)一定(ding)壓力(li)的水(shui)。蒸汽(qi)按狀(zhuang)🛀态可(ke)分爲(wei)飽和(he)蒸汽(qi)和過(guo)熱蒸(zheng)汽。由(you)鍋爐(lu)産生(sheng)的水(shui)蒸氣(qi)爲飽(bao)和蒸(zheng)汽,飽(bao)和蒸(zheng)汽加(jia)熱得(de)到過(guo)熱蒸(zheng)汽。圖(tu)1說明(ming)了各(ge)種狀(zhuang)态蒸(zheng)汽在(zai)不同(tong)💰溫度(du)及壓(ya)力下(xia)的轉(zhuan)🌈換關(guan)系。
飽(bao)和蒸(zheng)汽在(zai)蒸汽(qi)中占(zhan)有相(xiang)當大(da)的比(bi)例，而(er)濕蒸(zheng)汽是(shi)飽和(he)蒸汽(qi)實際(ji)存在(zai)的幾(ji)乎唯(wei)--形式(shi)。含有(you)液滴(di)或☂️液(ye)霧🌈的(de)蒸汽(qi)稱爲(wei)濕蒸(zheng)汽。嚴(yan)格來(lai)說，飽(bao)和蒸(zheng)汽或(huo)多👉或(huo)少都(dou)含有(you)液滴(di)或液(ye)霧的(de)雙相(xiang)流體(ti)，所以(yi),不同(tong)狀态(tai)下不(bu)能用(yong)同一(yi)氣體(ti)狀态(tai)方程(cheng)式來(lai)描👌述(shu)。飽和(he)蒸💜汽(qi)中液(ye)滴或(huo)液霧(wu)的含(han)量反(fan)映了(le)蒸汽(qi)的質(zhi)量,一(yi)般用(yong)幹度(du)這一(yi)參數(shu)來表(biao)示。
多(duo)年來(lai)的研(yan)究普(pu)遍認(ren)爲飽(bao)和蒸(zheng)汽具(ju)有如(ru)下特(te)點:
1)飽(bao)和蒸(zheng)汽的(de)溫度(du)與壓(ya)力之(zhi)間一(yi)一對(dui)應,二(er)者之(zhi)間隻(zhi)有一(yi)👄個💋獨(du)立變(bian)量。
2)飽(bao)和蒸(zheng)汽容(rong)易凝(ning)結,在(zai)傳輸(shu)過程(cheng)中如(ru)有熱(re)量損(sun)失🐕,蒸(zheng)汽中(zhong)便🔆有(you)液滴(di)或液(ye)霧形(xing)成，并(bing)導緻(zhi)溫度(du)與壓(ya)力㊙️的(de)降低(di)。
3)準确(que)計量(liang)飽和(he)蒸汽(qi)流量(liang)比較(jiao)困難(nan)。因爲(wei)飽和(he)蒸汽(qi)的幹(gan)度🔞難(nan)以保(bao)證,一(yi)般流(liu)量計(ji)都不(bu)能準(zhun)确檢(jian)測雙(shuang)相流(liu)體的(de)流量(liang),蒸汽(qi)壓力(li)波動(dong)将引(yin)起蒸(zheng)汽密(mi)度的(de)變化(hua),流量(liang)計示(shi)值産(chan)生附(fu)加誤(wu)🔞差。
1.2蒸(zheng)汽流(liu)量測(ce)量
對(dui)于蒸(zheng)汽流(liu)量測(ce)量的(de)研究(jiu)和應(ying)用都(dou)指出(chu),影響(xiang)蒸汽(qi)流💋量(liang)準确(que)計量(liang)的因(yin)素主(zhu)要有(you)以下(xia)幾方(fang)面:
1)實(shi)際蒸(zheng)汽流(liu)量低(di)于流(liu)量計(ji)的可(ke)精确(que)計量(liang)的最(zui)小流(liu)⛷️量(即(ji)量🆚程(cheng)比不(bu)足);
2)流(liu)量計(ji)上下(xia)遊安(an)裝的(de)直管(guan)段不(bu)足(存(cun)在流(liu)動擾(rao)動);
3)蒸(zheng)汽的(de)密度(du)補償(chang)不正(zheng)确(測(ce)溫測(ce)壓不(bu)準);
4)蒸(zheng)汽中(zhong)含水(shui)(未作(zuo)幹度(du)補償(chang));.
5)現場(chang)存在(zai)振動(dong)和幹(gan)擾(渦(wo)街流(liu)量計(ji));
6)差壓(ya)傳送(song)誤差(cha)(
差壓(ya)式流(liu)量計(ji)
)等等(deng)。
由于(yu)蒸汽(qi)本身(shen)的物(wu)理特(te)性,即(ji)在輸(shu)送過(guo)程中(zhong)常常(chang)是以(yi)汽、水(shui)兩相(xiang)流出(chu)現(即(ji)飽和(he)蒸汽(qi)的幹(gan)度小(xiao)于100%),如(ru)果在(zai)蒸汽(qi)計量(liang)🌐中沒(mei)有對(dui)幹度(du)進行(hang)修正(zheng)，測量(liang)的精(jing)㊙️度必(bi)定大(da)爲下(xia)降[2]。在(zai)蒸汽(qi)計量(liang)中,爲(wei)實♈現(xian)正确(que)的測(ce)量，研(yan)究的(de)💚一一(yi)個方(fang)向是(shi)設法(fa)保持(chi)測量(liang)點處(chu)的蒸(zheng)♈汽幹(gan)度以(yi)滿足(zu)要求(qiu),必要(yao)時還(hai)要采(cai)取其(qi)他補(bu)償措(cuo)施。近(jin)年來(lai)還有(you)🌈人提(ti)出“以(yi)能量(liang)替代(dai)質量(liang)作爲(wei)蒸汽(qi)♻️的結(jie)算單(dan)位”。
2蒸(zheng)汽流(liu)量計(ji)選型(xing)
2.1蒸汽(qi)流計(ji)的類(lei)型及(ji)其優(you)缺點(dian)
目前(qian)在工(gong)業上(shang)使用(yong)的流(liu)量計(ji)的類(lei)型非(fei)常多(duo),其中(zhong)适🙇🏻合(he)蒸汽(qi)流量(liang)測量(liang)的流(liu)量計(ji)既有(you)其優(you)點,也(ye)有使(shi)用上(shang)的缺(que)點。爲(wei)确保(bao)蒸汽(qi)流量(liang)計的(de)性能(neng)和精(jing)度,最(zui)重要(yao)的是(shi)選用(yong)🧡的流(liu)量計(ji)要符(fu)🌂合所(suo)使用(yong)的工(gong)況。表(biao)1對各(ge)類蒸(zheng)💁汽流(liu)量計(ji)的優(you)缺點(dian)和應(ying)用情(qing)況進(jin)行了(le)比較(jiao)。
國内(nei)目前(qian)使用(yong)比較(jiao)流行(hang)的蒸(zheng)汽流(liu)量計(ji)有
孔(kong)闆流(liu)量計(ji)
、
渦街(jie)流量(liang)計
等(deng)。表2對(dui)某廠(chang)1990年在(zai)用的(de)流量(liang)計進(jin)行了(le)初步(bu)統計(ji)[4],表明(ming)孔闆(pan)流量(liang)計和(he)渦街(jie)流量(liang)計的(de)使用(yong)占有(you)主流(liu)地⁉️位(wei)。
随着(zhe)技術(shu)的進(jin)步和(he)交流(liu)的增(zeng)加,孔(kong)闆流(liu)量計(ji)在精(jing)度♋和(he)☂️穩定(ding)性上(shang)的缺(que)陷逐(zhu)步被(bei)行業(ye)人士(shi)所認(ren)識,近(jin)年來(lai)孔闆(pan)流量(liang)計安(an)裝量(liang)減少(shao)。而渦(wo)街流(liu)量計(ji)基于(yu)其原(yuan)理.上(shang)的固(gu)有優(you)勢,70年(nian)代以(yi)來得(de)到了(le)迅速(su)發展(zhan)💘。據了(le)解,現(xian)在日(ri)本、歐(ou)❗美等(deng)發達(da)國家(jia)使用(yong)渦街(jie)流量(liang)計的(de)比例(li)大幅(fu)度上(shang)升,已(yi)經廣(guang)泛用(yong)于各(ge)個領(ling)域。渦(wo)👅街流(liu)量計(ji)在全(quan)球儀(yi)表行(hang)業引(yin)⭐起普(pu)遍重(zhong)視,被(bei)公認(ren)爲未(wei)來有(you)發展(zhan)前景(jing)的流(liu)量計(ji)之一(yi)🔴。渦街(jie)流量(liang)計将(jiang)在未(wei)來流(liu)量儀(yi)表中(zhong)占主(zhu)導地(di)位,是(shi)孔闆(pan)流量(liang)計的(de)理想(xiang)替代(dai)産品(pin)。國内(nei)在😍近(jin)幾年(nian)開始(shi)逐步(bu)使用(yong)渦街(jie)㊙️流量(liang)計測(ce)量蒸(zheng)汽流(liu)量,取(qu)得了(le)不錯(cuo)的效(xiao)果。
2.2熱(re)帶廠(chang)蒸汽(qi)工藝(yi)條件(jian)與環(huan)境
熱(re)帶廠(chang)目前(qian)使用(yong)的蒸(zheng)汽主(zhu)要由(you)加熱(re)爐爐(lu)内管(guan)道💚汽(qi)化産(chan)生,蒸(zheng)🈲汽過(guo)渡儲(chu)存在(zai)汽包(bao)中。設(she)計要(yao)求汽(qi)包工(gong)作壓(ya)力爲(wei)0.50~0.80MPa,正常(chang)工🈚作(zuo)壓力(li)爲0.70MPa左(zuo)右。汽(qi)包産(chan)生的(de)蒸汽(qi)流量(liang)爲3.0t/h。蒸(zheng)汽通(tong)過DN100的(de)管道(dao)輸㊙️送(song)，蒸汽(qi)✉️終端(duan)用戶(hu)爲食(shi)堂和(he)浴室(shi),蒸汽(qi)主💜要(yao)用于(yu)加熱(re)。圖2對(dui)熱💃🏻帶(dai)廠的(de)蒸汽(qi)去向(xiang)作了(le)簡單(dan)的說(shuo)明。.
熱(re)帶廠(chang)蒸汽(qi)使用(yong)量從(cong)一天(tian)的時(shi)間段(duan)來看(kan),存在(zai)着用(yong)量大(da)小🍉變(bian)化大(da)、短時(shi)間集(ji)中用(yong)汽、大(da)部分(fen)時間(jian)用汽(qi)小而(er)均勻(yun)的特(te)點🌈。按(an)季節(jie)來看(kan)，冬季(ji)的用(yong)汽量(liang)要🧑🏾🤝🧑🏼明(ming)顯大(da)🌈于夏(xia)季。表(biao)3對熱(re)🔱帶廠(chang)的蒸(zheng)汽使(shi)用情(qing)況作(zuo)了😘簡(jian)單分(fen)析。
表(biao)3表明(ming),測量(liang)熱帶(dai)廠蒸(zheng)汽流(liu)量還(hai)需解(jie)決--個(ge)小流(liu)量的(de)問題(ti)。
2.3蒸汽(qi)流量(liang)測量(liang)方案(an)
由于(yu)現場(chang)安裝(zhuang)流量(liang)計的(de)條件(jian)限制(zhi),且蒸(zheng)汽管(guan)道附(fu)近的(de)🏒振動(dong)源比(bi)較多(duo)，受到(dao)頻繁(fan)的機(ji)械振(zhen)動影(ying)響，因(yin)此決(jue)定選(xuan)用新(xin)✏️型的(de)抗振(zhen)型渦(wo)街流(liu)量計(ji)。
該型(xing)渦街(jie)流量(liang)計在(zai)強度(du)達2g、5~110Hz的(de)強大(da)全向(xiang)振動(dong)幹擾(rao)下,所(suo)有滿(man)☔管式(shi)氣體(ti)流量(liang)計依(yi)舊保(bao)持優(you)于0.5%精(jing)度、插(cha)入式(shi)氣體(ti)流量(liang)計依(yi)舊保(bao)持優(you)于1.0%的(de)精度(du)。它的(de)所有(you)🧡指标(biao)能符(fu)合形(xing)式實(shi)驗要(yao)求，抗(kang)🌈振性(xing)能良(liang)好，能(neng)解決(jue)渦街(jie)流量(liang)計由(you)于振(zhen)動引(yin)起誤(wu)差的(de)不足(zu)🔞。
經過(guo)對檢(jian)測的(de)蒸汽(qi)現場(chang)數據(ju)測量(liang)和計(ji)算,發(fa)現該(gai)㊙️蒸汽(qi)❓處🧡于(yu)熱水(shui)與蒸(zheng)汽的(de)臨界(jie)點,即(ji)發生(sheng)溫度(du)或者(zhe)🏃🏻♂️壓力(li)的微(wei)弱變(bian)化時(shi),蒸汽(qi)可能(neng)轉化(hua)爲熱(re)水，也(ye)可能(neng)由熱(re)水轉(zhuan)化爲(wei)蒸汽(qi)。
根據(ju)熱帶(dai)廠蒸(zheng)汽使(shi)用情(qing)況、工(gong)藝條(tiao)件及(ji)現場(chang)環境(jing);對于(yu)💃可🌏能(neng)出現(xian)的時(shi)爲熱(re)水、時(shi)爲蒸(zheng)汽的(de)情形(xing);制定(ding)了流(liu)量計(ji)的安(an)裝方(fang)案，即(ji)在流(liu)量計(ji)安裝(zhuang)上遊(you)管道(dao)适當(dang)位置(zhi)安裝(zhuang)一隻(zhi)用于(yu)減壓(ya)的閥(fa)門,使(shi)得通(tong)過管(guan)道的(de)熱水(shui)因壓(ya)力的(de)大幅(fu)度下(xia)降而(er)變成(cheng)蒸汽(qi)。該方(fang)🏃♀️案通(tong)過降(jiang)低壓(ya)力保(bao)證管(guan)道内(nei)始終(zhong)是單(dan)相蒸(zheng)汽,爲(wei)蒸汽(qi)渦街(jie)流量(liang)計創(chuang)造檢(jian)測必(bi)須的(de)條件(jian)。
3效果(guo)分析(xi)
根據(ju)既定(ding)方案(an)在現(xian)場安(an)裝了(le)抗振(zhen)型渦(wo)街流(liu)量計(ji),安裝(zhuang)後的(de)效🈚果(guo)見圖(tu)3。
流量(liang)計安(an)裝後(hou)進行(hang)現場(chang)調試(shi)。小流(liu)量測(ce)試采(cai)取的(de)辦法(fa)💜是完(wan)全✏️關(guan)閉下(xia)遊用(yong)戶的(de)蒸汽(qi)閥門(men),使通(tong)過流(liu)量計(ji)的蒸(zheng)汽逐(zhu)🏒步減(jian)小至(zhi)零,同(tong)時觀(guan)察二(er)次儀(yi)表顯(xian)示的(de)數據(ju)變化(hua)🐆。經過(guo)反複(fu)幾次(ci)的測(ce)試,均(jun)觀察(cha)到蒸(zheng)汽流(liu)量數(shu)✨據逐(zhu)步變(bian)小直(zhi)至零(ling)流量(liang)的現(xian)🔞象。這(zhe)初步(bu)😄說明(ming)不存(cun)在小(xiao)流量(liang)測量(liang)數據(ju)失真(zhen)的情(qing)況。對(dui)各個(ge)時間(jian)蒸汽(qi)瞬間(jian)🛀流量(liang)的記(ji)錄(表(biao)4.1)說明(ming)随着(zhe)終端(duan)用戶(hu)蒸汽(qi)用量(liang)的變(bian)化🆚,流(liu)量計(ji)的測(ce)量數(shu)值能(neng)準确(que)的、實(shi)時的(de)做出(chu)反應(ying)。
對渦(wo)街流(liu)量計(ji)的抗(kang)振性(xing)能用(yong)簡單(dan)方法(fa)做了(le)驗證(zheng)。在大(da)流量(liang)和👉小(xiao)流量(liang)兩種(zhong)情況(kuang)下，分(fen)别對(dui)流量(liang)計兩(liang)側的(de)蒸汽(qi)管道(dao)進行(hang)大力(li)🌍度的(de)敲擊(ji),經多(duo)次試(shi)驗觀(guan)察,未(wei)發現(xian)數據(ju)出現(xian)突然(ran)變化(hua)的現(xian)象。這(zhe)說明(ming)抗振(zhen)型渦(wo)街流(liu)量計(ji)能處(chu)理振(zhen)動對(dui)流量(liang)測量(liang)的幹(gan)擾，能(neng)🥰有效(xiao)解決(jue)渦📧街(jie)流量(liang)計因(yin)振動(dong)引起(qi)誤🈚差(cha)的缺(que)陷。
抗(kang)振型(xing)渦街(jie)蒸汽(qi)流量(liang)計使(shi)用一(yi)個月(yue),對數(shu)據進(jin)行收(shou)🔞集和(he)統🛀🏻計(ji),得到(dao)每天(tian)蒸汽(qi)用量(liang)(參見(jian)圖4)。
對(dui)圖4的(de)進行(hang)分析(xi)可以(yi)得到(dao)下面(mian)的結(jie)論,蒸(zheng)汽的(de)每💜天(tian)流量(liang)比較(jiao)⭐均勻(yun)，變化(hua)不大(da)，流量(liang)曲線(xian)比較(jiao)平緩(huan),基本(ben)在14-19t/h之(zhi)間波(bo)動。對(dui)照表(biao)4的瞬(shun)間流(liu)量數(shu)據,說(shuo)明流(liu)量計(ji)的測(ce)量數(shu)據是(shi)準确(que)的，與(yu)試驗(yan)預期(qi)的蒸(zheng)汽用(yong)量符(fu)合。
4結(jie)語
渦(wo)街流(liu)量計(ji)在蒸(zheng)汽和(he)低壓(ya)氣體(ti)的流(liu)量測(ce)量方(fang)面得(de)到了(le)廣泛(fan)應用(yong),但抗(kang)振性(xing)差、抗(kang)幹擾(rao)能力(li)弱的(de)缺陷(xian)局限(xian)了它(ta)的應(ying)用❄️。熱(re)帶🌐廠(chang)選用(yong)抗振(zhen)型渦(wo)街流(liu)量計(ji)進行(hang)👅蒸汽(qi)流量(liang)測量(liang)，從使(shi)用效(xiao)果上(shang)來看(kan),能完(wan)全滿(man)足小(xiao)流量(liang)蒸汽(qi)在千(qian)擾信(xin)号強(qiang)烈的(de)環境(jing)下的(de)測👄量(liang)使用(yong)。通過(guo)一段(duan)時間(jian)的觀(guan)察,流(liu)量計(ji)運行(hang)穩定(ding)，測量(liang)數據(ju)準确(que)。抗振(zhen)型渦(wo)街流(liu)量計(ji)本身(shen)所具(ju)有的(de)優勢(shi),使得(de)它🥰在(zai)流量(liang)測量(liang)方面(mian)得到(dao)更多(duo)的應(ying)用。