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 影响涡街流量计准确性的因素和对策
发布时间:2018-04-26

  涡街流量计虽然相对节流式差压流量计有许多优点,但是要想应用好并不容易。一台涡街流量计的使用,要经过设计、选型、安装、调试、投运和维护几个阶段,需要参与这几个阶段的工程技术人员对涡街流量计的原理、技术要求和安装调试的步骤有必要的科学理论知识及基本技能。下面笔者通过自己实际的工程经验从几个方面探讨一下影响涡街流量计计量准确性的因素和对策。
1被测介质
  虽然涡街流量计适用的流体比较广泛,可以适用于液体,气体和蒸汽,但对流体有着比较高的要求。
(1)雷诺数:涡街流量计不适用于低雷诺数的流体。这主要是由涡街流量计的测量原理决定的。低雷诺数时,涡街流量计的仪表系数线性度会变差。虽然如表一所示,涡街流量计可以测雷诺数Re>5000的流体,但最佳的可测范围是雷诺数Re>20000的流体。另外,流体雷诺数与粘度和流速相关,当流体粘度高和流速低时,也会影响甚至阻碍旋涡的产生。
(2)脏污度:当流体的脏污度比较高时,所含的固体微粒对旋涡发生体的冲刷就会产生磨损,也会产生噪音,将会影响涡街流量计的仪表系数。
(3)两相流:涡街流量计不适用于两相流的场合。所以在选用涡街的时候一定要考虑流体的饱和蒸汽压,例如在柴油和煤油加氢装置中,在热高分和冷高分出口的流量测量特别容易出现两相流的现象。涡街流量计的输出脉冲与流过涡街发生体的流体体积成正比,当流过旋涡发生体时产生两相流,这种正比关系就不成立了,输出的脉冲就会比应有的脉冲数明显减少,造成了所谓的“漏脉冲”现象。这时,流量测量的精度就会受到很大影响。
(4)高温高压:由于涡街流量计测量原理,制造材料和结构的局限性,对于被测流体的温度和压力高于一定数值时,用涡街流量计测量现在还是有困难。同样以ROSEMOUNT8800D为例,最高适用温度只能到427℃,最高压力只能达到Class1500。
2口径的选择
  涡街流量计的选型中,仪表口径的选择是非常关键的,它与流体的流速和压降等参数相关联,所以它直接影响涡街流量计应用的好坏。下面介绍几条选择涡街口径的经验以供参考:
(1)涡街流量计口径不能选择过大,被测的最大流量最好不能小于该流量计可测流量的35%。
(2)在选择涡街流量计口径时,一定要保证测量的流量要高于涡街流量计的最小切除流量,特别是在涡街流量计参与连锁的场合,最低连锁值一定要保证高于这个最小切除流量的10%以上。
(3)要考虑合适的压力降,以避免出现气穴现象和两相流。
DN200涡街流量计精度和压降与流量关系图
DN150涡街流量计精度和压降与流量关系图
  涡街流量计由于有宽泛的量程比,对于同一管道流量的测量,很有可能可选的仪表口径有好几个选择。虽然选择大口径有利于降低流量计的压损,但对小流量的适应性,小口径的流量计更突出。图2和图3显示了DN200和DN150涡街流量计流量和精度及压降的曲线。从中可看出,DN200的涡街流量计的最小切除流量要比DN150的涡街流量计的最小切除流量大不少。涡街流量计的这个最小切除流量很重要,如果被测流量低于这个流量,涡街流量计的输出就会是零,这是它和其他流量计不一样的地方。另外,需要说明一下涡街流量计的永久压降,许多人都认为涡街流量计比一些节流式差压流量计的压降要小,这是有些片面的,同口径的涡街流量计的确比节流式差压流量计的压降要小很多,但是对于同一管道,我们在选涡街时,为了符合上面的原则,一般都会选择比管径小的涡街,再加上口径与仪表口径一致的前后直管段,实际上的压降和节流式差压流量计的压降差不多,有时甚至会更高。所以在考虑合适的压力降避免气穴和两相流时,一定要结合涡街流量计的实际口径以及前后直管段长度综合考虑。最后,还需要注意一点,如表一所示涡街的可选尺寸是有局限性的,市场上所供应的涡街最大一般也就到DN400,这是因为涡街口径大了后,仪表的分辨力较低,精度得不到保障,所以质量好的涡街流量计都不提供大于DN400的仪表。

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