渦街流量計在測量質量流量時,會因差壓過大、壓力波動、振動、干度變化等因素影響著正確計量。 工業現場中常用公式Qm=Qvρ來計算質量流量,式中ρ為流體的密度(kg/m3);Qm為質量流量(kg/h);Qv為體積流量(m3/h)。由上式可知,質量流量與密度有關,而影響密度的因素很多,比如溫度、流體種類、壓力、流速、干度等因素的影響。
我們來主要分析下干度、壓力波動、振動和壓差過大這幾種因素在實際中是怎么影響質量流量的計算的。我們以飽和蒸汽的質量測量為例。
1、 干度變化
渦街流量計在測量飽和蒸汽時,要求飽和蒸汽干度不低于85%。但現場實際情況時飽和蒸汽干度在鍋爐內就小于100%,而經管道傳送一段距離后,會出現干度低于85%現象,它使測量值下降。
2、壓力變化大
在工業現場壓力經常發生波動,壓力波動則影響飽和蒸汽密度。在壓力低于或高于標定值時,直接影響質量流量值偏高或偏低。
3、管道及流量計振動
管道及流量計加固不好,振動過大,會使測量值偏高。
4、流量計出口側通向大氣
在渦街流量計出口側通向大氣,會出現前后壓差過大現象,這會導致流速達到上限,因此不能正確反映流量變化。
5、 流量計前后直管段安裝不符合要求
渦街流量計對安裝在其前后直管段有一定要求,如不符合要求,便會影響卡門渦街的正確形成,從而影響飽和蒸汽的測量值。
那么如何避免這幾種因素的影響呢:
1、當飽和蒸汽干度變化較大且低于85%時,應在流量計出口側7D-8D處安裝一濕度變送器,并根據可測數據按下式進行修正:
v=xvg+(1-x)vf
式中,v為濕蒸汽比容;x為干度;vg為飽和蒸汽的比容;vf為水的比容;(1-x)為濕度。
將處理后的濕蒸汽比容參與質量流量的計算可得到準確的數據。現在市場上的智能流量積算儀,一般只能實現壓力補償無干度補償,一旦遇到干度低于85%的蒸汽(飽和)時則不能正確反映質量流量值。最好采用既能對壓力補償又能對干度補償的智能流量顯示儀。
2、壓力變化大。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系,因此,只需根據壓力變化情況對所測流量密度進行修正(如查表分段補償法等),得到較為正確的測量值。
3、管道及流量計振動。對于管道及流量計產生振動,應立即采取加固措施,嚴格按要求施工。若不得已要安裝在振動較強的管道上,必須采取減振措施,在傳感器的上下游2D處分別設置管道緊固裝置,并加防振墊。特別注意:在空壓機出口處振動較強,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,容易產生流速達到上限值,這是由于前后壓差過大造成的。此時,渦街流量計因輸出模擬信號(4~20mA)或脈沖信號超限,因此,系統不能正確反映測量值。為此,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。有時,條件允許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要求辦,這樣才能保證渦街的正確產生。此外,對流量計應定期檢查校驗,并確保直流電壓源不低于21V,最好在24V。
以上是幾種常見的因素對渦街流量計測量的影響。在實際情況中我們也可以選擇帶溫壓補償的特殊渦街流量計來進一步避免其他因素的影響。