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淺析影響渦街流量計測量氣體介質時的精度的原因
   流量是企业监控生产过程中的一个重要参数,是保证优质、高效、安全、平稳运行和改善环境的重要手段。气体流量的测量在环保、化工、能源等行业加强物料管理、能源管理,进行物料交接、贸易结算、经济核算和效益分析与评价中具有重要意义。从某种意义上讲:计量就是企业眼睛,计量就是计效益。现代企业对流量计量的要求越来越高。工业计量中常用差压式流量计、渦街流量計、涡轮流量计和超声流量计等作为气体测量仪表。其中渦街流量計以结构简单牢固、适用于多流体种类和测量精度较高且测量范围宽、圧损小等特点应用为广泛。本文通过对
渦街流量計
在氣體測量中容易出現影響測量數據准確性的幾點原因分析和改進,從而進一步提高氣體流量測量准確度。
二、工作原理與結構
渦街流量計
是在流體中安放非流線型旋渦發生體,流體在旋渦發生體兩側交替地分離釋放出兩列規則的交替排列的旋渦渦街。在一定的流量(雷諾數)範圍內,旋渦的分離頻率與流經渦街流量傳感器處流體的體積流量成正比。
三、影響准確度的因素分析及解決辦法
由于渦街流量計的结构和测量原理的特点,渦街流量計测量精度受到振动、脉冲干扰、测量介质、安装方式以及流体状况等原因有较大的影响。
1.管道振動
渦街流量計本质上是流体振动型流量计,除压电晶体检测式渦街流量計,其它渦街流量計对机械振动特别敏感。由于渦街流量計输出脉冲与流速成正比、检测涡街的升力与流速平方和被测流体的密度成正比,所以在小流量时,涡街流量传感器信号频率低且幅值小,受到低频的管道振动干扰影响严重,输出脉冲误差大;随着流量的增大,涡街流量传感器信号频率变大且幅值增强,受到低频的管道振动干扰影响减弱,输出脉冲也随之误差变小【2】。
当渦街流量計安装位置出现管道振动时可以采取以下方法:
1.1增設管道固定支架,限制管道振幅;
1.2調整儀表電路的設定狀態,力求排除振動影響;
1.3如以上无法实现时可根据渦街流量計对不同方向的抗振能力的不同,在安装管线上的流量计方向用X-Y-Z三维坐标表示,X是管道中心线方向,即流量计进出口的方向;Z是流量计柱体轴向;Y是与管道中心线垂直同时与流量计柱体轴向垂直的方向,也是渦街流量計横向力作用的方向。流量计Z方向的抗振能力强而Y方向差。观察或测量管道的主要振动方向,旋转流量计,直到Z轴与此主振方向重合,把仪表固定在该方向上。尽可能减小管道振动对流量计测量的影响。
2.脈沖幹擾
渦街流量計如果附近存在與其測量脈沖信號重疊的變頻器、電機等設備時,易發生外界幹擾信號覆蓋或疊加被測信號,致使流量計無法進行准確計量。這時應做好流量計接地和屏蔽保護。也可對影響信號的噪聲源進行控制,如對變頻器、電機電纜加裝金屬套管進行屏蔽;遠離噪聲源安裝流量計;在流量計與噪聲源之間加裝T形管、90?彎頭、多孔消音器等管件可以在一定程度上降低噪聲的影響。
3.測量介質
渦街流量計主要对单相流体进行测量,当出现两相流时测量结果将有明显的偏差。如测量过热蒸汽时,如果管道保温不好或流动阻力损失太大,将造成过热蒸汽温度快速下降而使蒸汽由过热变为饱和,出现凝结水。而凝结水的密度远远大于蒸汽密度,因而,蒸汽凝结导致渦街流量計测量蒸汽流量明显变小。尊龙网平台应对易于液化气体介质进行加压或保温措施,并实时监控介质温度与压力,防止气液两相流出现。
4.流體狀況
流量计正常工作流体条件:① 具有充分发展的湍流速度分布、无旋涡、速度轴对称分布;②充满圆管的单相流体;③定常流。④牛顿流体[4]
流量計在使用中偏離這些條件將産生附加誤差,在現場流體流動特性中的具有充分發展的湍流速度分布、無旋渦、速度軸對稱分布及定常流常是難以滿足的,它們將造成測量誤差的增大,有時增大多少難以定量確定,因此在現場使用中必須密切注意流動特性的情況。
影響准確流體原因:流速分布畸變及旋轉流:流速分布畸變及旋轉流對流量計特性的影響因工作原理而異,有的很嚴重,有的無甚影響,一般來說,推理式流量計(差壓、渦輪、渦街、超聲、電磁等)都要受影響,而容積式流量計不受或基本不受影響。
非定常流:在現場使用中非定常流並不少見,非定常流可分爲二大類:周期性脈動和隨機性波動。在發動機、泵、風機等出口的流動可見周期脈動,而管道中的流動受阻流件及管道系統的幹擾一般都存在隨機性波動。至今還沒有明確規定流量所需要的定常流條件的定量指標。在流量測量標准中只是含糊地規定:管道內的流量應該不隨時間而變化,或實際上只隨時間有微小和緩慢的變化。滿足流量檢測件上下遊直管段所需要的作業空間、加裝多孔導流裝置和保證安裝管線與流量計管徑中心線對齊,且無凸出物(如安裝的墊片)突入測量管道,可以有效避免非定常流的出現。
三、結束語
随着社会的发展人们对能源的需求越来越大,能源短缺的现实逐步显现,人们对能源管理和控制意识进一步加强,能源计量的准确性将会愈来愈重要。通过分析影响渦街流量計在气体测量准确度的几点原因,并加以改善,从而有效提高测量数据的准确性。保障工艺操作控制、加强效益核算管理,为企业经营管理决策提供更加可靠的依据。
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