測(cè)量蒸汽用渦街流量計(jì)
蒸汽分為飽和蒸汽和過(guò)熱蒸汽,蒸汽流量測(cè)量受蒸汽密度的影響較大,對(duì)過(guò)熱蒸汽要進(jìn)行溫度、壓力的補(bǔ)償;再者受飽和蒸汽和過(guò)熱蒸汽的界限的劃分影響,給蒸汽流量的測(cè)量也帶來(lái)了一定的難度。蒸汽是使用最為廣泛的載熱工質(zhì),是重要的二次能源,蒸汽流量的準(zhǔn)確測(cè)量對(duì)節(jié)省能源、提高經(jīng)濟(jì)效益等方面都有重要的意義。
用于蒸汽流量測(cè)量的流量?jī)x表主要有渦街流量計(jì)和差壓式(孔板,“均速管、彎管)流量計(jì)。差壓式測(cè)量最先普遍使用的孔板流量計(jì),由于壓損大,維護(hù)量大,精度等級(jí)低等原因,已經(jīng)被很多廠家逐漸淘汰,而象威力巴截流裝置、彎管流量汁等一是測(cè)量的壓差較低,二是安裝要求比較嚴(yán)格,都會(huì)給蒸汽測(cè)量帶來(lái)~定的誤差。相較而言,用渦街流量計(jì)測(cè)量蒸汽流量則效果要。我們都知道渦街是運(yùn)用卡曼漩渦的原理來(lái)進(jìn)行流量測(cè)量的一種流量計(jì)。
蒸汽流量測(cè)量按工作原理可分為直接式質(zhì)量流量計(jì)和推導(dǎo)式(也稱間接式)質(zhì)量流量計(jì)兩大
類。前者直接檢測(cè)與質(zhì)量流量成函數(shù)關(guān)系的變量求得質(zhì)量流量,后者用體積流量計(jì)和其它變量測(cè)量?jī)x表,或兩種不同測(cè)量原理的流量計(jì)組合成儀表,經(jīng)過(guò)計(jì)算求得質(zhì)量流量?,F(xiàn)在廣泛使用的蒸汽質(zhì)量流量計(jì)絕大多數(shù)仍為推導(dǎo)式,渦街流量計(jì)就屬于推導(dǎo)式質(zhì)量流量計(jì)。渦街流量計(jì)測(cè)量質(zhì)量流量的表達(dá)式為
qm=3.6pf
(2)式中:qm為質(zhì)量流量,kg/11;
f為渦街流量計(jì)輸出頻率,p,s;
kt為工作狀態(tài)下的流量系數(shù),P幾:pf為流體密度,kg,m3。
由式(2)可見(jiàn),工程上普遍使用的推導(dǎo)式蒸汽質(zhì)量流量系統(tǒng),關(guān)鍵是求取蒸汽密度,而該值可根據(jù)溫度、壓力通過(guò)查密度表求取。由于蒸汽分為飽和蒸汽和過(guò)熱蒸汽,對(duì)于過(guò)熱蒸汽要進(jìn)行溫度、壓力補(bǔ)償,對(duì)于真正意義上的飽和蒸汽只需進(jìn)行溫度或壓力補(bǔ)償即可,下面以過(guò)熱蒸汽為例進(jìn)行討論。在實(shí)際測(cè)量時(shí),由于工況變化,飽和蒸汽和過(guò)熱蒸汽都有可能偏離原來(lái)的設(shè)計(jì)狀態(tài),使得通常由蒸汽溫度、壓力求取其密度的關(guān)系發(fā)生變化,從而對(duì)計(jì)量準(zhǔn)確性造成影響。當(dāng)過(guò)熱蒸汽在經(jīng)過(guò)長(zhǎng)距離輸送后或由于管道保溫措施不當(dāng)。往往會(huì)因?yàn)闊崃繐p失、溫度降低而使其從過(guò)熱狀態(tài)進(jìn)入臨界飽和狀態(tài),甚至部分蒸汽冷凝出現(xiàn)相變而變成水滴。這些水滴對(duì)流量測(cè)量結(jié)果究竟有多大的影響?下面舉例說(shuō)明。有一常用壓力為1.0MPa的過(guò)熱蒸汽,其流量為q。,假設(shè)經(jīng)過(guò)長(zhǎng)距離輸送后有10%q。冷凝成水滴,令其為qml,而保持氣態(tài)的部分為q吣從定義知,此時(shí)濕蒸汽的干度為
X=qms/qnl=90%(3)
由于采用溫壓補(bǔ)償,故依臨界飽和狀態(tài)查表,得到此時(shí)的蒸汽(干部分)密度ps=5.6808kg,m3,查水舞度表得知pF882.47k∥m3,顯然水滴與蒸汽干部分的體積流量分別為qvl=qml/pl(4)
qvs=qms,ps‘(5)
式中:q,I為水滴的體積流量;q,。為蒸汽干部分的體積流量。由定義知,蒸汽干部分體積流量占濕蒸汽總體積流量q。之比Rv為RV=qVs,qVqV(6)
所以RV=l/p“pl(1/X.1)+I(7)
在該例中,Rv=99.93%,由此可見(jiàn),在濕蒸汽中,水滴所占的體積比可忽略不計(jì)。