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涡街流量计测量蒸汽中常见工况条件及安装问题

涡街流量计普遍用在工况中测量液体、气体流量常用工具,是属于最新型的一类流量计,但其发展迅速,目前已成为通用的一类流量计。智能涡街流量计是在流体中安放一根非流线型游涡发生体,流体在发生体两侧交替地分离释放出两串规则地交错排列的游涡的仪表。在工业生产过程中对于蒸汽流量的测量有多种类型的仪表可以选择,其中蒸汽流量计就是较为常见的一种,它通常被用作计量蒸汽的流量。下面笔者以涡街流量计为例,结合自己近几年现场校验仪表的经验,介绍涡街流量计及其配套仪表在安装和使用中最常出现的问题以及解决办法。
一、现场安装中最容易出现的问题
1.涡街流量计上、下游直管段的长度不够引入误差众所周知,涡街流量计安装对直管段的要求是非常严格的,国内外各个厂家的技术资料对涡街流量计上、下游直管段都有明确要求,然而很多现场不能满足所需直管段长度的要求,例如管径较大的管道等,从而给涡街流量计的测量带来了很大的附加误差。
针对上述情况,可采用在涡街流量计上游加装流动调整器的办法,来消除上游阻流件产生的涡街和流速分布畸变的影响。单板式流动调整器的漩涡消除能力和速度分布恢复能力较强,压力损失较小,其孔径是固定的,因而备受制造厂和用户的青睐。
2.压力补偿仪表安装不规范引入误差
在压力变送器的安装现场,为了维修方便,压力变送器安装地点与取压点往往不在同一高度,这样,引压管中的冷凝水就会对压力测量带来影响。图1为4种常见的形式,其中:Ps为蒸汽压力,Pa;ρ为冷凝水密度,kg/m3;P0为变送器压力输入口处实际压力,Pa;h为高度差,m;g为重力加速度,m/s2。
涡街流量计的压力变送器引压管中冷凝水液柱高度对压力测量的影响通常可以用以下两种方法校准。
(1)在压力变送器中进行校准。这种方法的实质是对压力变送器的零点进行迁移。一般的压力变送器都带HART协议,可采用手持终端将测量范围进行调整,从而达到消除液柱高度差带来的影响。然而,对于非智能的或不带HART协议的压力变送器上述办法很难实现,相比之下,在二次仪表中作校准成为一种很受欢迎的方法。
(2)在流量显示仪表中进行校准。这里说的二次仪表不仅包括普通二次仪表也包括流量演算器、DCS等,可采用在二次仪表中对压力的量程进行迁移以达到目的。
3.现场工矿条件不理想引入的误差
涡街流量计一个最大的局限性就是对管道机械振动较敏感,不宜用于强振动场所,容易受周围环境干扰的影响。往往很多安装人员忽略了这一点,安装在风机、空压机等动力设备旁边,这些设备运行时都有不同程度的振动,这些振动都有可能让涡街流量计有额外的输出。工频干扰也是一个不容忽视的问题,如变频器的干扰。
针对上述情况可采用减振措施,可在传感器上、下游,分别设置防振管支架并加装防振垫,如果还不能达到效果,可采取:
(1)现场进行检查,检查一次仪表和二次仪表有没有按规定屏蔽和按规定接地。
(2)如果接地和屏蔽都已做到,还是有小流量,可采用调整一次仪表的触发电平(TLA),将幅值小的干扰进行滤除。如果小流量处于某一恒定值左右,可采用在二次仪表中进行适当的小信号切除,从而消除干扰带来的误差。