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涡街流量计与节流式差压流量计性能比较

1)涡街流量计的优点 与节流式差压流量计相比,涡街流量计有如下优点。
  ① 结构简单、牢固、安装维护方便。无需导压管和三阀组等,减少泄露、堵塞和冻结等。
  ② 精确度较高,一般为±(1~1.5)%R。
  ③ 测量范围宽,合理确定口径,范围度可达20:1。
  ④ 压损小,约为节流式差压流量计的1/4~1/2。
  ⑤ 输出与流量成正比的脉冲信号,无零点漂移。
  ⑥ 在一定雷诺数范围内,输出频率不受流体物性(密度、粘度)和组成的影响,即仪表系数仅与旋涡发生体及管道的形状、尺寸有关。
(2)涡街流量计的局限性
  ① 对管道机械振动较敏感,不宜用于强振动场所。
  ② 口径越大,分辨率越低,一般满管时流量计用于DN400以下。
  ③ 流体温度太高时,传感器还有困难,一般流体温度≤420℃。
  ④ 当流体有压力脉动或流量脉动时,示值大幅度偏高,影响较大,因此不适用于脉动流。
(3)节流式差压流量计优点
  ① 节流式差压流量计中的标准孔板结构易于复制,简单牢固,性能稳定可靠,价格低廉。无需实流校准就可使用,这在流量计中是少有的。
  ② 适用范围广泛。既适用于全部单相流体,也可测量部分混相流,如气固、汽液、固液等。
  ③ 高温高压大口径和小流量均适用。
  ④ 对振动不敏感,抗干扰能力特别优越。
(4)节流式差压流量计局限性
  ① 测量精确度在流量计中属中等水平。由于众多因素的影响错综复杂,精确度难以提高。
  ② 范围度窄,由于仪表信号(差压)与流量为平方关系,一般范围度仅3:1~4:1。
  ③ 现场安装条件要求较高,如需较长的直管段(指孔板、喷嘴),一般难以满足。
  ④ 节流装置与差压显示仪表之间引压管线为薄弱环节,易产生泄露、堵塞及冻结、信号失真等故障。
  最近几年发展起来的一体型节流式差压流量计,虽然仍有引压管线,但长度不足1m,因而减小了这方面的缺陷。
  ⑤ 压损大(指孔板、喷嘴)。
3.1.9 蒸汽相变对流量测量的影响
  水蒸气顾名思义是气相,但在一定条件下会变成液相;饱和水蒸气中的水滴本是液相,但在一定条件会被蒸发变成气相。这是蒸汽质量流量测量中常常碰到的汽水相变。
  在推导式质量流量计中,关键环节是蒸汽密度的求取,蒸汽相变发生后,就使得通常由蒸汽温度压力求取其密度的关系发生变化,因此必须认真对待。
(1)气相变液相 过热蒸汽在经过长距离输送后,往往会因为热量损失、温度降低,使其从过热状态进入饱和状态,甚至部分蒸汽冷凝出现相变而变成水滴。这些水滴对流量测量结果究竟有多大影响,下面举例说明。
  有一常用压力为1.0MPa 的过热蒸汽,其流量为qm,假设经长距离输送后有10%qm冷凝成水滴,令其为qm1,而保持气态的部分为qms,从定义知,此时湿蒸汽的干度为
X=  (3.22)
  由于采用温压补偿,所以按照临界饱和状态查表,得到此时的蒸汽(干部分)密度为ρs=5.6808kg/m3,,查水密度表知此时水滴的密度为ρL=882.47 kg/m3,显然水滴与蒸汽干部分的体积流量为
qvl=qml/ρ1 (3.23)
qvs=qms/ρ2 (3.24)
式中 qv1――水滴的体积流量,m3/s;
qvs――蒸汽干部分的体积流量,m3/s。
由定义知,蒸汽干部分体积流量占湿蒸汽总体积流量qv之比Rv为
Rv=  (3.25)
因为  (3.26)
所以 Rv=  (3.27)
在该例中,Rv=99.93%,由此可见,在湿蒸汽中,水滴所占的体积比可忽略不计。
  ① 选用涡街流量计时湿度对测量结果的影响。涡街流量计的输出仅与流过测量管的流体流速成正比,在测量湿饱和蒸汽时,水滴对涡街流量计输出的影响可忽略,故可认为,涡街流量计的输出完全是由湿蒸汽的干部分所引起。而干部分的密度,无论是压力补偿或温度补偿,都可较精确地查出。
  蒸汽计量地结果往往作为供需双方经济结算地依据。如果双方约定按蒸汽干部分结算费用,冷凝水不收费,则在本例中相变对测量的影响微不足道,可以忽略。如果冷凝水也按照蒸汽一样收费,则涡街流量计的计量结果偏低值为1-X。
  ②选用孔板流量计时湿度对测量结果的影响。从GB/T2624-1993标准知[1],孔板流量计测量蒸汽质量流量时有式(3.1)。
  当过热蒸汽热量损失而脱离过热状态后,只可能出现两种情况。一种是进入临界饱和状态,另一种是进入过饱和状态。如果进入临界饱和状态,从理论上讲,流量计不会因此而增大误差,因为在式(3.1)中,根据蒸汽压力查出的р1与实际密度是相符的。如果进入过饱和状态,情况就复杂了。
  一般认为,蒸汽干度较高(X≥95%)时流体表现为均相流动。温压补偿可按通常方法进行;但出现一定误差。在式(3.1)中,р1是实际流体湿饱和蒸汽的密度,其值比临界饱和状态的大,而且干度越低密度越大。而人们根据压力查出的是临界饱和状态的密度,比实际密度小,所以质量流量计结果出现负误差。在湿度不进行测量的情况下,X是未知数,因此,测量结果偏低多少是个未知数。
在蒸汽干度较低(X≤95%)时,管道中的流体出现分层流动,产生误差更大。
湿饱和蒸汽变成过热蒸汽 湿饱和蒸汽变成过热蒸汽,一般发生在湿饱和蒸汽突然较大幅度减压,流体出现绝热膨胀时。