用渦街流量計(jì)在蒸汽流量計(jì)量上的探論

　　1、渦街流量計(jì)的工作原理

　　渦街流量計(jì)是小型熱電企業(yè)計(jì)量外供汽的檢流計(jì)，對(duì)液體氣體和蒸汽的流量進(jìn)行檢測(cè)和計(jì)量。用渦街流量計(jì)計(jì)量蒸汽，從計(jì)量角度上考慮減少蒸汽的管網(wǎng)損失是供熱公司實(shí)行現(xiàn)代科學(xué)管理節(jié)能的有效途徑，而且有助于提高用戶(hù)的蒸汽品質(zhì)，提高經(jīng)濟(jì)效益。

　　在流體中插入柱狀物時(shí)， 在柱狀物的兩側(cè)將產(chǎn)生有規(guī)則的旋渦列,稱(chēng)為“卡門(mén)渦街現(xiàn)象”，如圖1所示。

　　卡門(mén)渦街的頻率與流速成正比，可用下式表示：

　　f=V×St/(1-1.25d/D)×d

　　式中：f 旋渦分離頻率;

　　V 管內(nèi)平均流速;

　　d 柱狀體迎面寬度;

　　D 管道內(nèi)直徑;

　　St無(wú)量綱常數(shù)(在104～106之間)

　　由上式可見(jiàn)，通過(guò)測(cè)量旋渦分離頻率f，就可算出流速V，進(jìn)而求出體積流量Q。當(dāng)旋渦在柱體兩側(cè)產(chǎn)生時(shí)，柱體受到與流向垂直的交變升力的作用，升力的變化頻率就是旋渦分離頻率，利用埋沒(méi)于柱體內(nèi)的壓電元件檢測(cè)此升力的變化，將其轉(zhuǎn)換為頻率信號(hào)送入轉(zhuǎn)換器，以實(shí)現(xiàn)信號(hào)的放大濾波整形，最后送到二次儀表-智能形流量積算儀，輔以壓力溫度信號(hào)，便可算出瞬時(shí)流量和累計(jì)流量。

　　2、存在的問(wèn)題

　　從目前國(guó)內(nèi)的情況看，用汽單位與供熱公司大部分都是以質(zhì)量流量進(jìn)行結(jié)算的，少部分以熱焓累計(jì)進(jìn)行結(jié)算。但無(wú)論以哪種形式結(jié)算，從卡門(mén)HKGB渦街流量計(jì)的工作原理可知，如果輸送到廠家的是過(guò)熱蒸汽，則有質(zhì)量流量公式

　　m=V×ρ

　　式中：V為體積。V與旋渦分離頻率有關(guān);為熱蒸汽密度ρ與壓力、溫度有關(guān)。

　　故將壓力、溫度參數(shù)輸送到智能型儀表，由公式進(jìn)行查表補(bǔ)償可以求出瞬時(shí)質(zhì)量流量與累積質(zhì)量流量。大多數(shù)情況，供熱公司輸送到用戶(hù)的是汽液兩相共存的濕飽和蒸汽，此時(shí)密度不僅與溫度或壓力有關(guān)，還與蒸汽的干度有關(guān)。準(zhǔn)確的測(cè)量公式為

　　V=x×Vg+(1-x)Vf

　　式中：V 為濕蒸汽的比容;

　　x 為干度;

　　Vg為飽和蒸汽的比容;

　　Vf為水的比容;為濕度。

　　故如果準(zhǔn)確測(cè)量質(zhì)量流量，應(yīng)將濕蒸汽的干度值參與質(zhì)量流量的計(jì)算。在汽液兩相共存的情況下，智能表仍按蒸汽的體積流量來(lái)計(jì)算質(zhì)量，水與蒸汽的體積比相差懸殊，故使測(cè)量的質(zhì)量流量下降。這是造成供熱公司管網(wǎng)損失的最重要的原因。另外，管道保溫效果對(duì)蒸汽品質(zhì)也有一定影響。如何減少管道的熱損失，是與效益息息相關(guān)的問(wèn)題。

　　3、減少損失的方法

　　蒸汽在輸送過(guò)程中散失熱量，是造成蒸汽中含水的重要原因?；诖?，如何減少管道的熱損失，是與效益息息相關(guān)的問(wèn)題。選擇導(dǎo)熱系數(shù)小的保溫材料，縮短汽源于用戶(hù)之間的管網(wǎng)距離等措施均可減少管道的損失。

　　對(duì)于實(shí)行熱電聯(lián)產(chǎn)供汽的地區(qū)，為防止蒸汽濕度過(guò)大，應(yīng)適當(dāng)提高蒸汽的過(guò)熱度，當(dāng)然，過(guò)熱度的提高，會(huì)增大電廠的煤耗，從節(jié)能的角度上看，無(wú)實(shí)際意義，但卻提高了用戶(hù)的蒸汽品質(zhì)，減少了蒸汽的含濕度。對(duì)于熱網(wǎng)管線較長(zhǎng)分布范圍較廣的地區(qū)實(shí)行熱電聯(lián)產(chǎn)，應(yīng)適當(dāng)考慮在管網(wǎng)的末端增大用汽量，如建造汽水熱交換站。由于大流量的過(guò)熱蒸汽在管線中的不斷流動(dòng)，加熱了支管及附近管線上的一部分飽和濕蒸汽，從而提高了蒸汽品質(zhì)，減少了計(jì)量上的損失。

　　由于許多用戶(hù)都是間歇用汽，當(dāng)蒸汽停用時(shí)，易在閥門(mén)前形成濕蒸汽。蒸汽經(jīng)過(guò)阻力較大的閥門(mén)時(shí)，被絕熱節(jié)流，雖焓值不變，但壓力下降，溫度一般要降低，使飽和蒸汽經(jīng)過(guò)節(jié)流可稱(chēng)為節(jié)流后壓力下的干飽和蒸汽或過(guò)熱蒸汽。目前國(guó)內(nèi)用戶(hù)的計(jì)量?jī)x表室管路比較繁亂，從用戶(hù)與供熱公司的角度考慮，推薦一種比較合理的設(shè)計(jì)，如圖2所示。

　　圖 2

　　1.用戶(hù)進(jìn)汽閥;2.除污器;3.減壓閥;4.安全門(mén);5.流量計(jì);6.壓力溫度取樣

　　4 、結(jié)束語(yǔ)

　　實(shí)踐證明，從計(jì)量角度上考慮減少蒸汽的管網(wǎng)損失是供熱公司實(shí)行現(xiàn)代科學(xué)管理節(jié)能的有效途徑，而且有助于提高用戶(hù)的蒸汽品質(zhì);減少蒸汽的管網(wǎng)熱損失，計(jì)量準(zhǔn)確，有助于企業(yè)提高效益和社會(huì)效益。