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技術文章

分析渦街流量計在計量加熱系統冷凝器蒸汽測量中的應用

點擊次數：1053 發布時間：2018-12-21

分析渦街流量計在計量加熱系統冷凝器蒸汽測量中的應用：

我們應該測量哪一側的加熱系統以提供準確和的測量結果？
蒸汽和冷凝水流量測量簡單的答案將是蒸汽側，因為這是向使用位置提供能量的加熱介質。然而，當你開始看看可用的測量技術和在測量可壓縮介質中遇到的困難時，如果這一面實際上是合適的測量位置，則變得有疑問。

讓我解釋…

由于過程的性質（蒸汽），你面臨著非常不友好的介質，具有*的溫度。您還在使用壓縮性/密度變化，因為壓力/負載變化和工作范圍根據年/季節的時間有的變化。結合可用的測量技術，您在可靠，的測量解決方案中非常有限。

作為一般規則，可用于此應用的準確和可靠的技術是渦流脫落。渦流脫落使用鈍的體（稱為脫落桿）插入到流動流中以在流經過/圍繞脫落桿時產生渦流。一旦渦流脫落，拾取或感測技術檢測渦流，并且它們被感測的速率與速度成比例。

根據所采用的感測技術，任何定的渦街流量計將具有大和小速度范圍。這些范圍將隨技術而變化，但根據經驗，Vortex儀表非常線性，可重復到+/- 1.0％的速率或讀數，典型的理想儀表調節范圍為20：1。另外，請記住，在儀表的低速點 - 雷諾數取決于介質（蒸汽）從過渡到層流的位置 - 脫落桿不再脫離渦流。這意味著儀表沒有任何測量，因此，變為零。也就是說，除非將固定輸出配置到輸出電路中（其中一些制造商不常使用）來使儀表讀取某個值。為了使問題更嚴重，根據儀表的初始尺寸（在大多數情況下超大），實際負載或流量的15％至50 +％仍然可以通過儀表，而儀表沒有渦流測量！

個想到的想法是一個合乎邏輯的問題：

為什么有人選擇一個超大的米知道它有一個有限的低流量截止？

好吧，這不是那么簡單。為了正確地確定渦街流量計的尺寸，你需要知道大流量或負荷。這看起來很簡單。不是那只是它的管道安裝的地方的線路大小？不幸的是，情況并非如此。事實上，在可以確定大負載的90％以上的安裝中，實際管線尺寸為1-3個管徑，對于該負載而言過大或過大。

另一個問題是：為什么有人會過度設計管道系統？

根據使用點位置的增長期望，可以為未來負載選擇供應線路的線路尺寸。此外，工程師喜歡使用安全系數，以防止系統尺寸過大，在許多情況下，這些因素單增加管道尺寸額外的管道直徑。

所以，現在你看到為什么負載中的方差（15％-50 +％）仍然通過低于低流量截止值的流量計。請記住，15％是一個理想尺寸的儀表，其負載和線路尺寸與儀表大負載能力相匹配，使整個20：1的調節能力在達到零輸出/讀數之前達到理想的低流量截止點。

因此，讓我們回顧一下從系統的蒸汽供應側測量能量使用的因素：

1）理想情況下，測量是有意義的，因為蒸汽是在使用點的加熱介質。

2）由于蒸汽（氣體）的性質，它是一種非常困難的介質，測量具有高可靠性，精度和調低。

3）加熱負荷可以，并且隨著季節的要求變化很大，使流量范圍非常大。

4）適合的測量技術是Vortex，因為它在高要求的工藝條件下具有高精度，線性度和可靠性。

5）測量技術（Vortex）的限制是工作范圍或調節，這是速度相關的。

6）測量技術（Vortex）不是基于零流量的。具有低流量截止，即使流量仍然通過流量計，流量計也會變為零。

7）由于流量計的尺寸和技術限制，實際蒸汽流或負載的15％-50 +％未測量。

因此，如果蒸汽測量有這樣的限制，我們應該開始調查冷凝物測量作為一個選項...
先，冷凝物如何與能量或負載有關的蒸汽？先，我們先定義一磅蒸汽等于或等于一滴冷凝水。顯然，它們消耗的空間體積是不同的，但是磅，磅，英鎊是相同的。
考慮到這一點，如果我們看看冷凝液的流體性，我們現在有一種具有更好性能的介質，允許流量裝置提供可靠性，度和調節量的測量。無需擔心過高的溫度和可壓縮性/密度變化，測量變得簡化并且可用于更廣泛的技術。然而，這并不是說應用程序沒有測量問題。

由于負載隨季節變化而變化很大，所以流量和速度也變化。此外，由于蒸汽是這種理想的能量載體，因此體積中的冷凝物的量比蒸汽小得多。這意味著隨著蒸汽釋放其能量而產生的冷凝物的體積非常小。根據測量應用（泵送或重力冷凝水），這可能導致非常低的流量/速度（重力）。這意味著冷凝液管線尺寸比蒸汽管線小得多，并且考慮的任何流動技術將在尺寸/直徑上小得多，或具有非常高的調節或低速度能力。

在尋求可靠性時，如果可能，應該消除所有機械式體積流量計。即使介質的測量友好得多，它仍然處于高溫，并且含有從蒸汽管道系統帶走的小顆粒。這種顆粒會隨著時間的推移污染或堵塞機械表，從而降低調節和精度。終，這些類型的儀表停止功能阻塞到摩擦界面卡住的點。這留下了技術，如渦流，超聲波，皮托管（差壓生產商）和磁性，所有這些都提供準確和可靠的測量一定程度沒有任何運動部件。

當尋址精度和調低我們可以立即消除渦旋和皮托管（差分生產商）。在渦街流量計的情況下，如上所述，低流量截止和非零基流動對于冷凝物產生與它們對蒸汽相同的問題。在壓差產生裝置的情況下，在低流量下的分辨率和精度成為進一步通過將DP（差壓）轉換為流量測量所需的誤差的平方根提取而復合的問題。

這使我們有超聲波和磁性。超聲波，通過其測量性質更喜歡更高的速度，使飛行時間測量準確。這將低端速度限制到約1.0英尺/秒以保持的測量。對于泵送的冷凝物，這是可以接受的，但不適用于重力冷凝物，這可以容易地接近速度到0.01英尺/秒。

現在我們來談談磁流量計，在過去，這些流量計都受到了人們的誤解，認為冷凝水的電導率太低，無法進行測量。先，我們考慮儀表需要的電導率（3-5 uS / cm）和鍋爐中蒸汽產生的水的值。在該定位置處，取決于鍋爐的類型和用于產生鍋爐給水（0.1-3uS / cm）的RO系統的質量/能力，電導率可能太低。然而，一旦蒸汽產生并開始移動通過管道系統，礦物顆粒將開始污染蒸汽。隨著蒸汽冷凝成液體，這種情況繼續并惡化，因為大多數系統被排放到大氣中，增加了引入氧氣的污染及其對所有金屬表面的氧化作用。因此，在冷凝物到達磁流量計時，電導率有可能在（5-30uS / cm）范圍內，這在本技術的測量范圍內。

在過去，磁性儀表受到一些與超聲波相同的調節問題的限制。但是，這些儀表現在具有低得多的流量能力，同時仍然提供非常的測量。具有500：1的調節能力（速率或讀數精度為1.0％），磁流量計已成為該測量技術的。

因此，讓我們重溫系統蒸汽供應側的測量能量使用。

1）一磅冷凝物等于或等于一磅蒸汽。

2）由于冷凝物（液體）的性質，它是一種更容易測量的介質，具有高可靠性，精度和調節比。

3）加熱負荷可以，并且隨著季節的要求變化很大，使流量范圍非常大。

4）適合的測量技術是磁性的，因為它在高流量工藝條件下具有高精度，線性度和可靠性。

5）隨著調節能力的進步，測量技術（磁性）幾乎沒有限制。

6）測量技術（磁性）是基于零流量的，意味著沒有流量截止，即使流量仍然通過它，流量計也會變為零。
7）在苛刻的低流量工藝條件下，由于技術的高精度，線性和可靠性，測量所有捕獲或回收的冷凝物。
為了回答哪個方面更地測量能量或負載的問題，我們證明了似乎合乎邏輯和直接的方法（Steam）的觀點恰恰相反，而且到目前為止，困難的和不準確。另一方面，冷凝物提供了更好的介質和容易獲得的測量技術，以提供對典型蒸汽加熱系統的變化負載要求的，可靠，可重復的測量。

在蒸汽側（由于測量技術和儀表尺寸的限制，未知的負載和過大的管道系統）的15-50％的負載的潛力使得冷凝側不僅更，具有*的調節率，基于零流量的測量技術，而且在為系統條件確定儀表尺寸時更加直接。

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