蒸汽渦街流量計(jì)現(xiàn)廣泛運(yùn)用于熱電廠蒸汽貿(mào)易結(jié)算上，特別是針對(duì)供氣管道直徑不超過(guò) DN300mm 的中小型用戶。蒸汽渦街流量計(jì)是一個(gè)計(jì)量系統(tǒng)，在實(shí)際使用中，還要考慮到環(huán)境等各方面因素的綜合影響。這個(gè)計(jì)量系統(tǒng)需要使用者正確的使用，需要買(mǎi)賣(mài)雙方共同的維護(hù)。因此了解必要的流量計(jì)知識(shí)，正確的使用流量計(jì)，是蒸汽渦街流量計(jì)計(jì)量公平的基礎(chǔ)。下面我們分別從理論和實(shí)際來(lái)為大家介紹一些蒸汽渦街流量計(jì)運(yùn)用的知識(shí)。
渦街流量計(jì)的工作原理：
渦街流量計(jì)利用卡門(mén)渦街原理。在流體中安放旋渦發(fā)生體，流體在旋渦發(fā)生體下游兩側(cè)交替地分離釋放出兩列有規(guī)律的交錯(cuò)排列的旋渦，在一定雷諾數(shù)范圍內(nèi)，該渦街的頻率與旋渦發(fā)生體的幾何尺寸，管道的幾何尺寸有關(guān)，旋渦的頻率正比于流量，此頻率可由探頭檢出。
式中： b—阻流件的寬度，m
ū—流經(jīng)流量計(jì)的流體平均流速，m/s
f—旋渦的頻率，Hz
Sr—斯特羅哈爾常數(shù)（Strouhal number）。
渦街流量計(jì)是測(cè)量流體速度的速度式流量計(jì)，其直接測(cè)量的是流體的流動(dòng)速度。與節(jié)流式差壓流量計(jì)相比，渦街流量計(jì)的優(yōu)點(diǎn)有：
一、 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、牢固、安裝維護(hù)方便。無(wú)需導(dǎo)壓管和三閥組等，減少泄漏、堵塞和凍結(jié)等。
二、度較高，zui大允許誤差一般為±（1～1.5）％
三、測(cè)量范圍寬，合理確定口徑，量程比可達(dá) 20:1。
四、壓損小，約為節(jié)流式差壓流量計(jì)的 1/4～1/2。
五、輸出與流量成正比的脈沖信號(hào)，無(wú)零點(diǎn)漂移。
六、在一定雷諾數(shù)范圍內(nèi)，輸出頻率不受流體物性（密度、粘度）和組成的影響，即儀表系數(shù)僅與旋渦發(fā)生體及管道的形狀、尺寸有關(guān)。
渦街流量計(jì)也存在一定的局限性：
一、對(duì)管道機(jī)械振動(dòng)較敏感，不宜用于強(qiáng)振動(dòng)場(chǎng)所。
二、口徑越大，分辨率越低，一般滿管式流量計(jì)用于 DN400 以下。
三、流體溫度太高時(shí)，傳感器還有困難，一般流體溫度≤420℃。
四、當(dāng)流體有壓力脈動(dòng)或流量脈動(dòng)時(shí)，示值大幅度偏高，影響較大，因此不適用于脈動(dòng)
針對(duì)渦街流量計(jì)以上的特點(diǎn)。我們?cè)谑褂弥腥绾尾拍軠?zhǔn)確合理的使用蒸汽渦街流量計(jì)來(lái)保證貿(mào)易結(jié)算的公平呢。許多供需雙方在多年的使用過(guò)程中積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)，當(dāng)然也遇到了許多問(wèn)題和難點(diǎn)。下面我們就來(lái)討論實(shí)際運(yùn)用中遇到的問(wèn)題。
案例一
某用氣單位蒸汽渦街流量計(jì)口徑 DN150mm，周期檢定合格，流量計(jì)安裝前后直管段區(qū)間內(nèi)一切安裝符合安裝要求。自從施行了一個(gè)節(jié)能減排項(xiàng)目，在下游安裝了一個(gè) 20m3的儲(chǔ)氣罐后（流量計(jì)所在要求直管段內(nèi)無(wú)變化），每月蒸氣用量大為下降。
上圖這個(gè)系統(tǒng)中，閥門(mén)控制器根據(jù)罐內(nèi)壓力來(lái)自動(dòng)控制閥門(mén)一，閥門(mén)二的開(kāi)閉。這兩個(gè)閥門(mén)為電磁閥，開(kāi)閉的執(zhí)行時(shí)間非常短暫。當(dāng)儲(chǔ)氣罐為空，即壓力接近常壓時(shí)，閥門(mén)一打開(kāi)，蒸汽由入口放入進(jìn)入充氣階段，流量計(jì)開(kāi)始計(jì)量，儲(chǔ)氣罐內(nèi)壓力上升到某點(diǎn)后，儲(chǔ)氣罐充滿，閥門(mén)一關(guān)閉，蒸汽流量計(jì)停止計(jì)量，閥門(mén)二打開(kāi)，蒸汽由閥門(mén)二出口處排出到生產(chǎn)部門(mén)，儲(chǔ)氣罐排空后作如上循環(huán)工作。
那么這個(gè)企業(yè)真的節(jié)約了蒸汽用量么。答案是熱電廠通過(guò)總管和各分支流量統(tǒng)計(jì)，發(fā)現(xiàn)該廠的實(shí)際用量相對(duì)以前并未減少，減少的只是抄表讀數(shù)。那么問(wèn)題在哪里呢？
通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)觀察發(fā)現(xiàn)，閥門(mén)一打開(kāi)充氣的那一段時(shí)間，罐內(nèi)的壓力接近常壓，于是蒸汽在入口處和管道內(nèi)的壓差很大，造成了在這段時(shí)間內(nèi)，通過(guò)流量計(jì)的蒸汽流速非常大，于是就產(chǎn)生了一個(gè)問(wèn)題，該流量計(jì)在這個(gè)流速下能正常計(jì)量嗎？這里就涉及到了渦街流量計(jì)的一個(gè)選型依據(jù)，那就是一般渦街流量計(jì)的正常測(cè)量流速不超過(guò) 80m/s。如果超過(guò)了，流量計(jì)不能正常計(jì)量。該廠家的這套裝置中，充氣階段大部分時(shí)間內(nèi)，管道內(nèi)蒸汽流速是大大高于 80m/s 的，流量計(jì)發(fā)生了嚴(yán)重的頻率信號(hào)丟失，流量計(jì)的誤差變成了很大的負(fù)誤差。他們反向利用這個(gè)依據(jù)來(lái)獲取非法利益。他們所謂的理由是，我們的流量計(jì)檢定合格，前后直管段的安裝符合要求。后來(lái)經(jīng)專家論證確實(shí)出現(xiàn)了上述情況，對(duì)此專家提出了建議，為了保證流量計(jì)的工作在正常蒸汽流速范圍內(nèi)，可以采取兩種措施：一、直接拆除下游儲(chǔ)氣罐。二、在上游安裝音速噴嘴，限制蒸汽流速在 80m/s 內(nèi)。zui后在供需雙方協(xié)商后拆除了流量計(jì)下游儲(chǔ)氣罐這套裝置，蒸汽計(jì)量回歸正常。
從這個(gè)案例我們得到以下幾點(diǎn)關(guān)于流量計(jì)使用的總結(jié)。
一、使用蒸汽流量計(jì)要嚴(yán)格按照流量范圍選型：
選型原則：1.可測(cè)（或線性流量）zui小流量為受 ReD＝20000（或 40000）制約的流量
2. 可測(cè)zui大流量：受 v＝80 m/s zui高流速的制約。
事實(shí)上每臺(tái)合格的流量計(jì)出廠時(shí)必須標(biāo)明測(cè)量范圍。我們?cè)谑褂们?，一定要?duì)這個(gè)參數(shù)進(jìn)行判斷，看是否*包括了實(shí)際使用的流速范圍。而且不能單純的以蒸汽管道口徑來(lái)確定流量范圍，一定要符合上述選型原則。
二、不能把檢定合格和計(jì)量準(zhǔn)確看成是一個(gè)概念，檢定合格是流量計(jì)本身的計(jì)量性能達(dá)到了使用要求，但是這個(gè)計(jì)量性能的發(fā)揮還必須要有合格的使用環(huán)境，這些環(huán)境因素包括噪音、電磁干擾、震動(dòng)、另外蒸汽的品質(zhì)、管道內(nèi)雜物、甚至風(fēng)雨雷電等等，這些因素都會(huì)影響到量計(jì)的正常工作。另外還需要符合要求的安裝和合理的參數(shù)設(shè)置。像本案例中的情況就是用戶在保證了流量計(jì)檢定合格和正常安裝的條件下，通過(guò)在下游的裝置使蒸汽流速大于流量計(jì)測(cè)量流速范圍上限（80m/s），可見(jiàn)管道其他部分的動(dòng)作也會(huì)影響到流量計(jì)的計(jì)量準(zhǔn)確。這就需要對(duì)可能產(chǎn)生的影響流量計(jì)計(jì)量準(zhǔn)確的因素進(jìn)行控制，如在合同上寫(xiě)明，根據(jù)流量計(jì)的正常使用原則，禁止出現(xiàn)其他可能對(duì)流量計(jì)計(jì)量性能有害的設(shè)備或者工作模式。
案例二
某用戶由于是個(gè)體小規(guī)模企業(yè)購(gòu)買(mǎi)的是過(guò)熱蒸汽，計(jì)量器具為蒸汽渦街流量計(jì)，由于對(duì)流量計(jì)檢定工作不重視，流量計(jì)沒(méi)有進(jìn)過(guò)檢定，后來(lái)發(fā)現(xiàn)自己能耗比上升，蒸汽用量變大，于是拆下渦街流量傳感器送檢，檢定結(jié)果合格，檢定中心提出建議，還需要檢定配套壓力變送器，流量積算儀，熱電阻。這幾樣送檢后，檢定結(jié)果為：壓力變送器合格，熱電阻合格，但流量積算儀示值誤差較大，不合格，計(jì)量數(shù)據(jù)偏高，和用戶反映差不多。檢定人員對(duì)流量積算儀輸入系統(tǒng)保護(hù)密碼后，進(jìn)一步檢查各項(xiàng)參數(shù)，發(fā)現(xiàn)設(shè)定大氣壓力為 0.150Mpa,高于實(shí)際的 0.101 Mpa，該流量積算儀采集的壓力變送器信號(hào)為表壓，而實(shí)際參與計(jì)算蒸汽密度的為壓力，即表壓與設(shè)定大氣壓力的和。
壓力=表壓+大氣壓力
由此我們可以看出參與計(jì)算的絕壓比實(shí)際的壓力高了，同樣溫度下的，過(guò)熱蒸汽的密度也變大了，zui后質(zhì)量流量變大。檢定人員將流量積算儀中大氣壓力設(shè)回正常值后，該流量積算儀誤差回歸正常。經(jīng)詢問(wèn)，原來(lái)此用戶是一個(gè)大型用氣戶下的二級(jí)用戶，對(duì)儀表使用缺少必要的了解。供需雙方并未簽訂合同，也沒(méi)持有注明了儀表參數(shù)設(shè)置的文件。由于認(rèn)識(shí)不足，對(duì)儀表也無(wú)保護(hù)措施，結(jié)果發(fā)生了上述事件，造成了不必要的損失。
通過(guò)這個(gè)案例，我們作出了下面幾點(diǎn)總結(jié)。
一、過(guò)熱蒸汽密度是隨蒸汽溫度，壓力變化而變化的，因此蒸汽流量計(jì)中的溫度，壓力傳感器計(jì)量性能以及計(jì)算裝置中的參量計(jì)算須要檢定合格達(dá)到要求才能使用，壓力溫度信號(hào)的采取必須是實(shí)時(shí)原始的，不允許在計(jì)算中人為添加或減少數(shù)值。也不能用設(shè)定固定密度的辦法來(lái)取代溫度、壓力傳感裝置。
二、蒸汽貿(mào)易特別是固定長(zhǎng)期的貿(mào)易，必須要有正規(guī)的買(mǎi)賣(mài)合同，合同上須要注明一般參數(shù)設(shè)置和特殊參數(shù)設(shè)置（如針對(duì)該用戶的zui小流量切除等參數(shù)），買(mǎi)賣(mài)雙方都要清楚了解這些參數(shù)的意義和可能產(chǎn)生的影響。使用過(guò)程中，儀表必須要有必要的保護(hù)功能，買(mǎi)賣(mài)雙方任何一方不允許單方面的修改儀表中按合同設(shè)定的參數(shù)。
三、用于貿(mào)易結(jié)算的蒸汽流量計(jì)是屬于國(guó)家強(qiáng)制檢定計(jì)量器具，必須按周期檢定。這樣既遵守了國(guó)家法律法規(guī)，又保證了蒸汽計(jì)量的公平性。送檢是送檢整個(gè)蒸汽計(jì)量系統(tǒng)，包含壓力變送器，流量積算儀，熱電阻等裝置，缺一不可。
四、了解必要的蒸汽流量計(jì)知識(shí)，購(gòu)置檢定合格的合法計(jì)量器具，這樣的儀表在參數(shù)改變后可以保留痕跡，有事發(fā)生時(shí)有證可查，平時(shí)做好監(jiān)控工作，才能及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題。
比起我們購(gòu)買(mǎi)多少噸鋼材或者多少噸水，蒸汽貿(mào)易更加抽象和復(fù)雜。蒸汽沒(méi)有一個(gè)具體的形態(tài)，我們必須依賴蒸汽渦街流量計(jì)給予我們直觀的數(shù)據(jù)，因此，要擁有一臺(tái)值得信賴的蒸汽渦街流量計(jì)，離不開(kāi)你的認(rèn)真學(xué)習(xí)，正確使用，和小心維護(hù)。
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