经过10多年的蒸汽生产,在蒸汽计量过程中,使用标准节流装置,如孔口,喷嘴,涡街流量计,弯头流量计,以及最近使用的V形内锥节流装置。在此,根据自己的经验,谈谈这些类型的流量计在实际应用中的意见。
1孔板流量计
在蒸汽测量中,孔板流量计已经被广泛使用了数十年,其优点不言而喻。孔板流量计价格便宜,国外已有成熟的国际标准,中国已经制定了标准节流装置的国家标准。 GB / T2624-93相当于采用ISO5157-(1991)国际标准。因此,孔板流量计是国际公认标准中使用最广泛,使用最广泛的节流装置。流量公式不再累。但在长期使用过程中,孔板流量计的缺点越来越明显,主要表现在:
(1)孔板存在不可避免的“锐角磨损”和“涂抹”问题。随着使用时间的增加,流量系数越来越大,仪器指示值越小,流速越高。这一变化更令人震惊。
(2)孔板的范围较小,实际应用中为4:1〜5:1,存在线性差等缺点。在蒸汽供应和供热的测量中,由于用户数量波动较大,流量的上限和下限经常超过10:1,甚至达到20:1。这对孔板计量来说非常困难。孔板流量计的实际流量系数随着被测流体的雷诺数Re而变化,特别是当雷诺数在2×103 <Re <105范围内时,流量系数对Re的变化非常敏感。例如,当β= 0.73角度通道压力孔口由于流量减少导致Re从5×103减小到Re = 104时,它相当于从额定条件下降到额定工作条件的20%的流量,此时的流出量系数不会保持设计值,变化将增加2.2%。(3)孔板直管段的长度和孔板安装的规范要求很高,管子的阀门,弯头,颈缩和分支通常是不可避免的。直线段的孔的要求难以满足大多数要求。特别是在国际标准化组织发布了ISO 5167:2003(E)的新标准后,提出了新的和延长的要求。例如:在单个90度弯头上安装β= 0.6孔板后,旧标准直线段为18D,新标准为42D。
(4)在多年的使用中发现,孔板的机械几何形状往往难以保证。根据国家标准,孔板开口边缘的圆弧半径不大于0.0004d,这在加工过程中很难保证。
(5)在实际使用中,很难在设计时提供精确的管径参数,管径通常由公称直径代替。这样,与实际值的差异越大,误差越大。
(6)孔板流量计压力损失过大,一个孔口β= 0.45~0.75,压力损失为最大压差值的78%~47%。显然这不是对终端压力非常低的用户。适当。
虽然但是,孔板流量计有许多缺点。然而,孔板流量计是国内外所有节流流量计应用最广泛的计量设备。如何处理孔口的钝化和流出系数的不稳定性已经取得了丰富的成果。成就。它是一种可以干燥校准的标准节流装置。因此,在实际使用中,如果流量比较稳定,则充分考虑磨损问题,及时校正孔板,这在蒸汽计量中仍然非常可靠。
2涡街流量计
对于涡街流量计,它在我们公司的使用中经历了一个曲折的过程。受国内早期涡街流量的生产质量和技术条件的影响,涡街尚未普及并用于蒸汽计量。随着技术水平的提高,涡街流量计的优越性也受到关注。
涡街流量计的优点是结构简单,安装维护方便;大范围;输出信号不受某一雷诺数范围内流体的物理性质(密度,粘度)的影响,因此校准系数可在一种介质中确定。对于其他媒体;低压力损失。
然而,涡街流量计的缺点也非常明显,主要是:
(1)它不适用于低雷诺数测量,所以低流量蒸汽测量受到影响限制。
(2)测得的蒸汽温度不应高于300°C。
(3)不适合测量不洁净的介质。
(4)涡街流量计直管段要求时间较长,在实际使用中不能小于20D,在孔板流量计直段要求的情况下,涡街流量计如何获得更多的实验数据,供现场安装使用直管段的重要性更加突出。
(5)现场振动和电磁干扰非常大,对现场的要求更加严格。
(6)当介质流速过大时,层流边界层转变为湍流,雷诺数超过测量范围。系统无法建立,测量结果变小。
(7)涡街流量计的干校准没有统一的国家标准。因此,各厂家生产加工的物理参数和校准方法无法统一。
综上所述,在蒸汽计量中,应谨慎使用涡街流量计并合理选用。应充分考虑现场条件,雷诺数和流量波动范围等因素。对于每个涡街流量计,必须执行流量校准。在完全积累实验数据的情况下,尽早建立干式验证标准。
3弯头流量计
虽然弯管流量计已有90多年的历史,但在我国仅用了十多年。它已在我们公司使用了7或8年。弯管流量计的优点是:无压力损失,在蒸汽测量中无运动部件,坚固耐用,耐压性和耐高温。
对于弯管流量计的实际测量精度和可用性,提出了以下几点观察:
(1)在所有国内外书籍研究中,弯管流量计的精度都被认为是低的,并且在“流量测量节流装置设计手册”中有明确说明:当R / D≥1.25时,Re> 104 ,弯管流量计出口系数的相对不确定度为±4%,因此精度不高。
(2)用弯头测量蒸汽时,蒸汽流量不得低于7m / s,否则会造成较大误差。这表明弯头流量计只能在高雷诺数范围内工作,并且很难测量流量的下限。
(3)在测量原理分析中,弯管流量计将管道中的流体流量视为平均流量。实际上,在管道中流动的流体的速度沿着管道的半径敞开。在一定的梯度上:管中心的流速最快,越接近管壁越慢,不是平均流速的流体被视为平均流速的流体,而流量计的测量精度肯定会带来一定的影响。
(4)弯管流量计的压差值较低,对变送器的要求较高,增加了投资成本。
(5)不能实现节流装置的干检,必须对每个工作台进行校准。
因此,基于上述考虑,我个人认为在贸易结算中使用弯管流量计需要实验数据的支持和时间的检验。
4个V形锥形流量计
V形锥形流量计的英文名称是V-CONE。它是近年来开发的新型流量计。它确实具有许多其他流量计无法达到的优点。主要:1,测量稳定性好; 2对被测介质的强适应性; 3测量范围宽; 4雷诺数适用范围广泛; 5对直管要求较短; 6小压力损失; 7大压差。这就是我们使用V形锥形流量计的原因。
然而,V形内锥节流装置仍然是一个非标准的节流装置。目前无法更换孔板。主要存在以下问题:
(1)V形内锥度节流装置目前为止,国内外的数据只有V形内锥节流装置的一些照片和草图。没有关于结构形式和技术要求的详细信息。目前国内厂商的仿制品都是自己设计制造的。显然,结构形式和技术要求不统一,不可能比较和评估每个工厂的产品性能。
(2)V形内锥截面的流出系数公式尚未提出。在一些制造商中,有一个可扩展系数的公式。但是,当结构形式和技术要求尚未标准化时,扩展系数的公式只是制造商测试结构形状的结果。现在它不被用作通用公式。基于此,它只能用作参考公式。
(3)节流差压流量计的现场影响主要是两种流量特性的干扰,即非充分流动和非稳定流动的干扰。节流装置标准ISO 5167(1980版)经典文丘里管的直管段的长度非常短。其数据如下:
90°单肘β= 0.3〜0.75,L = 0.5D〜4.5D(L-节流件上游的直管段的长度);当同一平面上的90°双肘β= 0.3〜0.75时L = 1.5D〜4.5D;当90°双肘在不同平面上β= 0.3〜0.75时,L = 0.5D〜29.5D。
新修订的标准ISO5167:2003(E)具有以下数据:
90°单弯β= 0.3〜0.75,L = 8D〜16D;在同一平面或不同平面内90°双弯= 0.3〜0.75,L = 8D〜22D。
在FLOMEKO 2004会议上,英国交通专家Reader-Harris介绍说,ISO5167:2003(E)在近年来对经典文丘里管的研究中特别提及,并发现ISO 5167(1980版)的直线部分也是如此短。 ,并发现经典文丘里管在不同介质测试中的特性是不一样的,干气C值甚至高于水3%,说明测试应该在更宽的范围内进行,以便画出正确的结论。所以根据这个例子,现在是V形内锥节流装置应继续研究现场安装条件,以得出可靠的结论。
(4)压力损失问题
标准节流装置(孔口,喷嘴和文丘里管)和V形内锥节流装置的压力损失如下:
孔板:β= 0.45〜0.75,ΔwΔp= 0.78%〜0.47%;
总之,V型锥形流量计为我们的蒸汽计量提供了一种新方法和新思路。但是,它是一种非标准的节流装置。在操作中,它也应该要求实时流量校准和严格的安装条件。在这种情况下,尝试增加直管段并减少对现场的影响。
以上是我公司遇到的一些用于蒸汽计量的流量计。蒸汽计量是一个难题。每个计量装置都有其优点和缺点。作者分析了它的优缺点。在实际使用中,应根据现场使用条件合理设计和选择。流量计的灵活使用不限于一个网格。力求确保测量的准确性。
