热电厂电磁、锥形、涡街、插入式等流量测量装_江苏金湖黄河自动化仪表厂

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热电厂电磁、锥形、涡街、插入式等流量测量装

热电厂中的流量测量涉及生产过程检测、调节的各个环节,对热电厂安全、经济运行有着举足轻重的作用。在现场受到管道流速分布复杂多变(如弯头、阀门等阻流件产生速度分布畸变、旋转流等)以及介质密度、黏度、管道的腐蚀、磨损、污垢等影响,不利于流量的准确测量,因此对流量装置的选型及应用是需要慎重考虑的问题。
  由于涉及热电厂与外部要进行贸易结算,应尽量选用标准节流装置,这些装置有国际标准为依据,按照标准设计、制造、安装和使用,无需实流校准而确定其流量与信号的关系并估算其测量的不确定度[1]。相比之下,非标准检测件则缺乏这些能力,它们必须实流校准后投用。标准节流装置经过多年的实验和研究,对检测件在现场偏离标准的误差积累了丰富的研究资料,其软实力也是非标准件无法比拟的。对热电厂内部的工艺操作、生产考核则可依情况选择电磁、锥形、涡街、插入式等流量测量装置,下面就几种介质的测量作一简单分析。
    1蒸汽测量
  孔板流量计:在蒸汽流量计量中孔板流量计仍为多数热用户的首选,其特点为检测件简单牢固,性能可靠,使用期限长,价格相对低廉;流量计有权威标准为依据,可用于宽广的压力、温度范围,无需实流校准,周期检定方便等。但孔板流量计有重大缺点是压损很高,与目前节能降耗要求很不适应,节流件开孔易钝化,准确度不能保持稳定。
  喷嘴流量计:喷嘴流量计与孔板流量计比较有两大优点:(a)压损较小,在同样流量及β值下,喷嘴的压损一般仅为孔板压损的30%~45%;(b)流量特性稳定可靠,喷嘴为廓形节流件,无尖锐棱角,结构形状抗磨蚀,适用于高温高流速的蒸汽流量。日常应用较少主要是加工工艺复杂,价格昂贵,目前已采用定值喷嘴可解决此问题。近年国内有人提出一体化定值喷嘴,可与计算机之间用数字通信,实时全补偿提高流量测量准确度,范围度达10∶1以上,是一种值得推广的蒸汽流量测量系统方案。
涡街流量计:涡街流量计已成为蒸汽流量测量的主力仪表之一,特别在中小口径(DN300)以下。它有以下特点:检测件结构简单牢固,安装维护方便,准确度属中上水平,范围度宽(6∶1~10∶1)[2],压损较小,输出为脉冲频率型信号,适于总量计量,无零点漂移,价格适中,在新型流量计中属经济实惠的流量计。
目前常用的应力式涡街流量计亦存在一些问题,由于它是一种流体震荡型仪表,管道内阻流件产生的漩涡对它产生,必须有较长的前置直管段(与孔板流量计类似),流体脉动对涡街信号产生大的影响,而且涡街流量计适用的温度一般只有250℃~300℃,不能适应蒸汽流量的测量范围,有些产品称可用于450℃,实际上只能短期应用。涡街流量计不适于两相流(饱和蒸汽)的测量,随着水分含量增加,仪表系数发生偏离,甚至出现没有规则的信号。
  除此外还有弯管流量计等。
  2风量测量
  锥体流量计:它是目前在烟风系统测量中应用较多的一款流量计。锥形节流件在管道中心节流,利用椎体实现逐渐朝向管壁边缘的节流,具有整流的作用,因此内锥的前后流动稳定性较好,令其输出信号更为稳定,同时也提高了量程比;在不要求有较长的直管段时,仍能保持较高准确度,这在口径大的烟风管道上的应用上是值得肯定的。但单臂悬挂内锥在高速流体的冲击下易折断;后锥角产生的涡旋压损较大,另外低压取压孔位于后锥部分易堵塞。
  均速管流量计:目前国内均速管流量计的名称种类繁多(如威力巴、托巴、德尔塔巴、阿牛巴等),其本质是基本相同的。均速管流量计主要特点为检测件结构简单牢固、重量轻、制造成本低,可做成不断流取出型,便于维护、更换或定期检查、压损小(大口径压损可忽略不计),这些特点口径越大越突出,因此也深受用户青睐。可它有一个重要缺点是测量准确度较低,(带仪表壳体测量管可作弥补,但造价较高)。因为单根插入式的均速管只反映管道中局部区域的流速,难以全面反映管道全截面的流量变化;对流体迎面取压孔的边缘磨损或堵塞也会造成性能不稳定;另外安装对准也是个难题,安装时必须确保取压孔与流线平行否则会引起测量误差。同均速管配用的差压变送器的选型与安装也需要给予足够的注意。因为配用的差压变送器满量程一般都只有几百帕,个别流速特别低的测量对象甚至只有几十帕,所以应选用零点稳定性好的微差压变送器。
热式流量计:利用传热的原理,以热电阻为敏感元件,当介质流速高时将带走更多热量,降低量热电阻温度,改变了电阻值通过其变化得知流速及流量,所测为质量流量。优点是可测低速流体,缺点是响应时间较大,其准确度的修验校正还有待提高。只适用于干燥气体,若气体中含有微小液滴,将急剧影响热电阻的温度,引起误差。
  机翼式流量计:它是经典文丘里管的改进形式,价格相对低廉,长度较短但比较笨重,对含尘气流的测量时,易造成感压管路堵塞,从而造成所测量的风量不准确,目前设计选型中已较少采用。
  双文丘里:双文丘里基于两个文丘里管的有机结合,外文丘里对内文丘里可起提速作用,可获得比单文丘里更大的压差信号,另有将巴类流量计与双文丘里结合的产品———插入式多点匀速双喉流量装置,其采用了内部整流直管段、信号放大等技术,安装方便、防堵性较好,是针对风量测量中直管段小、口径大的测量特性的一种不错的选择。
  3水测量
  电磁流量计:电磁流量计基于法拉第电磁感应定律进行工作,用来测量导电性的液体或液固两相介质,但介质中不能含有较多铁磁性物质和大量气泡。因内部无组件,因此不会堵塞、不会造成额外的能量损失,节能效果较显著。
  安装场所要求振动小,避免附近有电动机、变压器等强电源引起的电磁。流量计可垂直、水平或倾斜安装,但必须保证两电极的中心轴向处于水平状态,并尽量安装在管道下游,使之产生足够的背压以避免产生气穴,运行时管内要充满流体,并在投运前通电后的静止状态下做零点调整[3]。使用中及时清除管壁结垢,以免引起较大误差。
  超声波流量计:超声波流量计通过超声波在流动的流体中传播载上了流体流速的信息,再通过简便、可靠的信号处理方法,把这个流速信息转换成流量信息。超声波流量计与以往传统的流量计相比,具有安装简便,不会改变流体的流动状态,不产生附加阻力,适合大管径大流量的测量等
优点,是一种非常理想的节能型流量计。不侵入管内,可在管外夹装换能器是超声波流量计独有的特点,但影响外夹式流量计的因素太多,实际应用中准确度也有所降低。如:外夹装换能器的超声波流量计不能用于与内管壁剥离(若夹层夹有气体会严重衰减超声信号)或锈蚀严重(改变超声传播路径)的管道。
     转子流量计:它是一种变面积流量计,由锥形管和浮子组成。浮子能在垂直安装的锥形管内上下移动,当浮子两边压差所形成的力与浮子重力相等时,浮子便处在一个平衡位置,其高度即为流量计的读数。适用于小流量、低雷诺数的介质流量测量,其中金属管浮子流量计具备现场指示及电远传功能,有着较好的性能价格比。
  流量计的种类繁多,应用范围也各具千秋,本文就几种常用的流量计做一简要归纳,其余类型不再一一赘述,以抛砖引玉。
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