1）渦街流量計(jì)的優(yōu)點(diǎn)與節(jié)流式差壓流量計(jì)相比，渦街流量計(jì)有如下優(yōu)點(diǎn)。

① 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，減少泄露、堵塞和凍結(jié)等。

② 度較高，一般為±（1～1.5）％R。

③ 測(cè)量范圍寬，合理確定口徑，范圍度可達(dá)20:1。

④ 壓損小，約為節(jié)流式差壓流量計(jì)的1/4～1/2。

⑤ 輸出與流量成正比的脈沖信號(hào)，無(wú)零點(diǎn)漂移。

⑥ 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)。

（2）渦街流量計(jì)的局限性

① 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。

② 口徑越大，分辨率越低，一般滿(mǎn)管時(shí)流量計(jì)用于DN400以下。

③ 流體溫度太高時(shí)，傳感器還有困難，一般流體溫度≤420℃。

④ 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)流。

（3）節(jié)流式差壓流量計(jì)優(yōu)點(diǎn)

① 節(jié)流式差壓流量計(jì)中的標(biāo)準(zhǔn)孔板結(jié)構(gòu)易于復(fù)制，簡(jiǎn)單牢固，性能穩(wěn)定可靠，價(jià)格低廉。無(wú)需實(shí)流校準(zhǔn)就可使用，這在流量計(jì)中是少有的。

② 適用范圍廣泛。既適用于全部單相流體，也可測(cè)量部分混相流，如氣固、汽液、固液等。

③ 高溫高壓大口徑和小流量均適用。

④ 對(duì)振動(dòng)不敏感，抗干擾能力特別優(yōu)越。

（4）節(jié)流式差壓流量計(jì)局限性

① 測(cè)量度在流量計(jì)中屬中等水平。由于眾多因素的影響錯(cuò)綜復(fù)雜，度難以提高。

② 范圍度窄，由于儀表信號(hào)（差壓）與流量為平方關(guān)系，一般范圍度僅3:1～4:1。

③ 現(xiàn)場(chǎng)安裝條件要求較高，如需較長(zhǎng)的直管段（指孔板、噴嘴），一般難以滿(mǎn)足。

④ 節(jié)流裝置與差壓顯示儀表之間引壓管線(xiàn)為薄弱環(huán)節(jié)，易產(chǎn)生泄露、堵塞及凍結(jié)、信號(hào)失真等故障。

zui近幾年發(fā)展起來(lái)的一體型節(jié)流式差壓流量計(jì)，雖然仍有引壓管線(xiàn)，但長(zhǎng)度不足1m，因而減小了這方面的缺陷。

⑤ 壓損大（指孔板、噴嘴）。

3.1.9 蒸汽相變對(duì)流量測(cè)量的影響

水蒸氣顧名思義是氣相，但在一定條件下會(huì)變成液相；飽和水蒸氣中的水滴本是液相，但在一定條件會(huì)被蒸發(fā)變成氣相。這是蒸汽質(zhì)量流量測(cè)量中常常碰到的汽水相變。

在推導(dǎo)式質(zhì)量流量計(jì)中，關(guān)鍵環(huán)節(jié)是蒸汽密度的求取，蒸汽相變發(fā)生后，就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，因此必須認(rèn)真對(duì)待。

（1）氣相變液相 過(guò)熱蒸汽在經(jīng)過(guò)長(zhǎng)距離輸送后，往往會(huì)因?yàn)闊崃繐p失、溫度降低，使其從過(guò)熱狀態(tài)進(jìn)入飽和狀態(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qm，假設(shè)經(jīng)長(zhǎng)距離輸送后有10％qm冷凝成水滴，令其為qm1，而保持氣態(tài)的部分為qms，從定義知，此時(shí)濕蒸汽的干度為

X＝ （3.22）

由于采用溫壓補(bǔ)償，所以按照臨界飽和狀態(tài)查表，得到此時(shí)的蒸汽（干部分）密度為ρs＝5.6808kg/m3，，查水密度表知此時(shí)水滴的密度為ρL＝882.47 kg/m3，顯然水滴與蒸汽干部分的體積流量為

qvl=qml/ρ1 （3.23）

qvs=qms/ρ2 （3.24）

式中 qv1――水滴的體積流量，m3/s；

qvs――蒸汽干部分的體積流量，m3/s。

由定義知，蒸汽干部分體積流量占濕蒸汽總體積流量qv之比Rv為

Rv= （3.25）

因?yàn)?（3.26）

所以 Rv= （3.27）

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)。

① 選用渦街流量計(jì)時(shí)濕度對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響。渦街流量計(jì)的輸出僅與流過(guò)測(cè)量管的流體流速成正比，在測(cè)量濕飽和蒸汽時(shí)，水滴對(duì)渦街流量計(jì)輸出的影響可忽略，故可認(rèn)為，渦街流量計(jì)的輸出完全是由濕蒸汽的干部分所引起。而干部分的密度，無(wú)論是壓力補(bǔ)償或溫度補(bǔ)償，都可較地查出。

蒸汽計(jì)量地結(jié)果往往作為供需雙方經(jīng)濟(jì)結(jié)算地依據(jù)。如果雙方約定按蒸汽干部分結(jié)算費(fèi)用，冷凝水不收費(fèi)，則在本例中相變對(duì)測(cè)量的影響微不足道，可以忽略。如果冷凝水也按照蒸汽一樣收費(fèi)，則渦街流量計(jì)的計(jì)量結(jié)果偏低值為1－X。

② 選用孔板流量計(jì)時(shí)濕度對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響。從GB/T2624-1993標(biāo)準(zhǔn)知［1］，孔板流量計(jì)測(cè)量蒸汽質(zhì)量流量時(shí)有式（3.1）。

當(dāng)過(guò)熱蒸汽熱量損失而脫離過(guò)熱狀態(tài)后，只可能出現(xiàn)兩種情況。一種是進(jìn)入臨界飽和狀態(tài)，另一種是進(jìn)入過(guò)飽和狀態(tài)。如果進(jìn)入臨界飽和狀態(tài)，從理論上講，流量計(jì)不會(huì)因此而增大誤差，因?yàn)樵谑剑?.1）中，根據(jù)蒸汽壓力查出的р1與實(shí)際密度是相符的。如果進(jìn)入過(guò)飽和狀態(tài)，情況就復(fù)雜了。

一般認(rèn)為，蒸汽干度較高（X≥95％）時(shí)流體表現(xiàn)為均相流動(dòng)。溫壓補(bǔ)償可按通常方法進(jìn)行；但出現(xiàn)一定誤差。在式（3.1）中，р1是實(shí)際流體濕飽和蒸汽的密度，其值比臨界飽和狀態(tài)的大，而且干度越低密度越大。而人們根據(jù)壓力查出的是臨界飽和狀態(tài)的密度，比實(shí)際密度小，所以質(zhì)量流量計(jì)結(jié)果出現(xiàn)負(fù)誤差。在濕度不進(jìn)行測(cè)量的情況下，X是未知數(shù)，因此，測(cè)量結(jié)果偏低多少是個(gè)未知數(shù)。

在蒸汽干度較低（X≤95％）時(shí)，管道中的流體出現(xiàn)分層流動(dòng)，產(chǎn)生誤差更大。

（2）濕飽和蒸汽變成過(guò)熱蒸汽 濕飽和蒸汽變成過(guò)熱蒸汽，一般發(fā)生在濕飽和蒸汽突然較大幅度減壓，流體出現(xiàn)絕熱膨脹時(shí)。

① 相變過(guò)程。濕飽和蒸汽中的蒸汽和水滴，處于汽液相平衡狀態(tài)，在壓力突然降低而低于平衡壓力時(shí)，水滴部分蒸汽，同時(shí)從液相和氣相中吸收汽化熱，使汽液相溫度降低。如果溫度降低得不多或蒸發(fā)前濕度較高，就會(huì)使溫度迅速降低到與新的壓力所對(duì)應(yīng)的飽和溫度，建立新的平衡。這時(shí)蒸汽仍為濕飽和蒸汽。如果壓力降低得很多或蒸發(fā)前濕度較低，則因水滴蒸發(fā)而使溫度降低后仍高于新的壓力所對(duì)應(yīng)得飽和溫度，則蒸汽變?yōu)檫^(guò)熱狀態(tài)［5］。

② 蒸發(fā)對(duì)流量測(cè)量的影響

a. 上述蒸發(fā)發(fā)生后得到的兩種結(jié)果，前一種對(duì)補(bǔ)償無(wú)影響，僅僅是蒸汽中的干部分增加，干度相應(yīng)增大。

b. 如果蒸發(fā)發(fā)生后，蒸汽變?yōu)檫^(guò)熱狀態(tài)，而流量計(jì)又恰巧安裝在減壓之后的管道上。這時(shí)對(duì)流量計(jì)的影響分以下三種情況。

設(shè)計(jì)時(shí)已經(jīng)考慮到蒸汽變?yōu)檫^(guò)熱狀態(tài)，或處于何種狀態(tài)難以確定，或有時(shí)是過(guò)熱狀態(tài)有時(shí)是飽和狀態(tài)，所以采用溫壓補(bǔ)償，則上述相變對(duì)測(cè)量結(jié)果無(wú)影響。

設(shè)計(jì)時(shí)按飽和蒸汽考慮，而且采用壓力補(bǔ)償，則上述相變將帶來(lái)較小的誤差，即過(guò)熱蒸汽溫度同飽和溫度之差所對(duì)應(yīng)的密度差造成的補(bǔ)償誤差。

設(shè)計(jì)時(shí)按飽和蒸汽考慮，但采用溫度補(bǔ)償，則將過(guò)熱蒸汽溫度當(dāng)作飽和溫度去查密度表。一般會(huì)引起較大的誤差。

③ 舉例。有一化工廠(chǎng)［5］，鍋爐房供飽和蒸汽，并根據(jù)各用戶(hù)中蒸汽壓力妖氣值z(mì)ui高的一個(gè)決定鍋爐供汽壓力為1.0MPa，多數(shù)用戶(hù)在蒸汽總管進(jìn)裝置時(shí)先經(jīng)減壓閥減壓。先從圖3.12所示的一個(gè)實(shí)例著手進(jìn)行分析。

圖3.12蒸汽減壓和流量測(cè)量示意

用作進(jìn)入裝置蒸汽計(jì)量的渦街流量計(jì)安裝在減壓（穩(wěn)壓——閥之后。原設(shè)計(jì)按飽和蒸汽考慮，采用溫度補(bǔ)償。經(jīng)減壓，蒸汽總管帶入的水滴蒸發(fā)完后汽溫仍高于飽和溫度，呈過(guò)熱狀態(tài)，現(xiàn)場(chǎng)采集到的數(shù)據(jù)如圖所示。這是流量二次表按照所測(cè)量到的溫度t2＝162.4℃查飽和蒸汽密度表，得р2＝3.4528kg/m3，而按照t2和p2兩個(gè)測(cè)量值查過(guò)熱蒸汽密度表，得密度р2′＝2.6897kg/m3，所以質(zhì)量流量計(jì)算結(jié)果出現(xiàn)28.37％的誤差，即

δmt =

在本例中，如果采用壓力補(bǔ)償，則根據(jù)p2=0.42MPa的信號(hào)查飽和蒸汽密度表，應(yīng)得到р″2＝2.7761kg/m3，則補(bǔ)償誤差為

δmp=

⑤ 解決辦法

a. 將總蒸汽流量計(jì)安裝在減壓閥之前。由于上述蒸汽未經(jīng)減壓時(shí)，確屬飽和蒸汽，所以，將流量計(jì)安裝在減壓閥之前，按飽和蒸汽補(bǔ)償方法處理，可保證測(cè)量度。

b. 如果流量計(jì)只能安裝在減壓閥后面，則可增裝一臺(tái)壓力變送器，進(jìn)行溫壓補(bǔ)償。
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