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用渦街流量計代替孔闆流量計的探(tàn)讨
  • 發布日期:2012-12-09      浏覽次數:2126
    • 1、渦街流量(liàng)計 與孔闆流量計目前的技術水平
         渦街(jiē)流量計的基本結構由(yóu)渦街發生體、檢測元件、信号處理放(fàng)大電路組(zǔ)成,目前對于渦街發生(shēng)體的研(yán)究已達到相當完善的程度,以三角型(xíng)發生體爲*型體,檢測元(yuán)件有熱敏電阻、應變片(piàn)、壓電晶(jīng)體、差動電容、超聲波(bō)等。信号處理部分有(yǒu)許多已微機化(huà)。渦街流量計具有安(ān)裝方(fāng)便(可直接在管道上安裝)、體積小、互換性(xìng)強、長期運行精度高(gāo),可适用于大多數液體、氣體和(hé)蒸氣測量。目前世界市場(chǎng)的渦街流量計的銷售額每年遞增30%左右。
         目前(qián),孔闆流量計的技術發展(zhǎn)水(shuǐ)平(píng)仍以确定的經驗公式爲基礎,1980年标準化組織将R541與R781兩個标準(zhǔn)合并(bìng)成标準ISO5167(1980)。
         孔闆節流(liú)裝置由于結構簡單,造價低(dī)、可靠等優點,它幾乎适用(yòng)于所有介質測量(liàng),而與之配套的差壓(yā)變(biàn)送器發展迅速(sù),使其本身具有(yǒu)的不足得以彌補。
        
        2、渦街流量計與孔(kǒng)闆流量計綜合性能評價
         孔闆流量計(簡稱孔闆)由節流件取壓裝置(zhì)和差壓變送器組成(chéng),導壓管對于易凍的場所需要有伴熱措施,一個流量(liàng)測量回路靜密封點爲20個左右,使用中存在如下問題:
         易凍、易堵、易漏、伴(bàn)熱容易造成差壓(yā)變送器(qì)器件老化、某些場合導壓管(guǎn)需加隔離液,由于(yú)伴熱或工藝操作不穩,正、負導(dǎo)壓管隔離液液線常(cháng)常不(bú)等,産生液柱差,使流量指示(shì)不準(zhǔn)。
         以上都會使流量系數(shù)發生變化,測量精度降低,管縮短導壓管把差(chà)壓變送器直接安裝(zhuāng)在管(guǎn)道上,但仍有流動的(de)死區。
         渦街流量計(簡稱渦街)隻有3個靜密封點,不易洩漏 ,沒有流動的死區,不需伴(bàn)熱保溫,不受流體重度、溫(wēn)度、壓力、和粘度等影響,流量系數長期不變。
         但渦街(jiē)在有振動場合(hé)使用時,會使流量測量不準。目前(qián),市場上已推出抗振型的渦街,來克服(fú)振動對流(liú)量測量不準的影響。
       (1)初步投資
              一台進口渦街大約2萬元(yuán)人民币(DN15-DN50),而一台節流裝置包括差壓變(biàn)送器、孔闆及法蘭、導壓管、閥(fá)門、保溫箱或保護箱也需1.5萬元人民币,從長遠觀點看、采用渦街仍然是合算的。
        (2)安裝費用
            渦街安裝簡單,隻需保證流量計前後有一定的直管段即可,孔闆直線段、同心度、導壓管、變送器、保溫箱都有一定的安裝要求、安裝費用(yòng)是渦(wō)街的數倍。
        (3)維護費用
            渦街除在計(jì)量上要求周期性标(biāo)定外,一般不會出現(xiàn)故障,而孔闆則不然(rán),消漏,定期排污,灌隔離液,更換導壓管、閥(fá)門、保溫、清洗孔 闆等,有一(yī)定的維(wéi)護量。如200套流量孔闆測量回路(需保溫伴熱(rè)),每二年,保溫伴熱系統改造就得投(tóu)入一定的(de)維修(xiū)費,這還不包括差壓變送器的更新,孔闆更新費用。算下來足可以買一定數量的進口渦街.
       (4)運行成本
         1、蒸氣消耗費用(yòng)
             如200套流量孔闆測量回路(需保溫伴熱),每 個伴熱點耗汽0.02t/h,如果每年平均按4300小時(shí)計算,蒸汽費(fèi)用爲40元/噸,則每年需消耗汽費用大約爲68.8萬元,每個回(huí)路每年耗費用爲(wèi)0.344萬元。
         2、能耗(hào)費用
             渦街(jiē)的壓力損失比孔闆小,約是孔闆的1/15。因此,長期的運行對泵及風機能耗費少。孔 闆(pǎn)是渦街的15倍,當用于(yú)氣體(tǐ)或蒸汽流量測量時,由于密度小,同(tóng)一管徑體積流(liú)量大(dà),壓力損失更是嚴重,耗能費更高(gāo)。
         3、洩漏排(pái)污費(fèi)
             排污費視排污次數,一般爲每年約20次(cì)左右,排出的污物(wù)及物料污染大氣環境(jìng),污水超标,環保部門也要對其罰款。
       (5)長期運行精度
           孔 闆的設計系統精度1.5%-2.5%,由于差壓與流量(liàng)是菲線性(xìng)關(guān)系,當流量(liàng)低于30%時,誤差增(zēng)大,氣體(tǐ)太爲嚴重,另一方(fāng)面,由于使用介質的長期(qī)磨(mó)損,銳角變鈍,使流(liú)量系(xì)數發生變化,也(yě)是影(yǐng)響精度的一個重要原因(yīn)。
         由于渦街的特殊結構,當精度經實際确定後(約爲0.5%-1%測量值),精度幾乎是(shì)不變的。
         (6)可(kě)互換性
         同(tóng)一台渦街(jiē)可測量氣體(tǐ)、液(yè)體及蒸汽(qì)的流量,電子線路闆及敏(mǐn)感元件對不同呂徑的流量計來說都有是通用的,信号輸出通常有三種形式:脈沖、模拟及數字信号。可以通過電路闆的(de)開關(guān)來切換,用戶可(kě)随(suí)時根據自己的需要切(qiē)換到另一(yī)種輸出信号。更改量程也很容易,對模拟輸出來說(shuō),隻需改變輸入的脈沖頻率行了。
         孔闆則不然,孔徑是爲(wèi)特定的介質而設計的,互換性差,改(gǎi)變量程也比較困難,需重新計算孔闆。
         (7)量(liàng)程比
         由于渦(wō)街的輸出頻率與流量(liàng)成線性關系(xì),則流量的量程比(bǐ)可達20:1-80:1,例如:有些渦街流量計測(cè)量(liàng)氣體及蒸氣的量程(chéng)比爲80:1,測量液體的(de)量程比爲(wèi)40:1,能适應工藝流量測量量(liàng)程較大的要求,精(jīng)度仍能保證。
         差壓流量計的差壓與流量成非線性關系,在(zài)小流量時測量不準,量程比隻有3:1-5:1。如果(guǒ)擴大量程比,必須設法提高差壓變送器的精度。
         (8)可靠性
         現在有種更爲可靠的渦(wō)街(jiē)出現,它在一個表體(tǐ)上安裝了兩套電子線路、兩套(tào)敏感(gǎn)元件,且相互(hù)獨立,可用于重要(yào)的流量測量場合,差壓式流量計難(nán)以做到這點。
         (9)節能效果
         如蒸氣用量爲120t/h,壓力爲3.9Mpa,溫度爲445oC,如果用(yòng)孔 闆測量蒸(zhēng)氣,造成壓力損失(shī)爲0.03-0.05Mpa,如按0.03Mpa算,這塊孔 闆所豪耗電(diàn)能爲82kW,按一年300天(tiān)計,每(měi)年耗電59萬(wàn)kW/h折算标準煤爲68.5t,如果采用(yòng)渦街能耗僅爲孔 闆的1/15-1/20,若以1/20計,則每(měi)年僅耗煤3.34噸,僅占孔 闆能耗的3.33%。
         (10)一次(cì)元件的流量特性對(duì)控制系統産生(shēng)的影響
         由于渦街的輸出頻率與流量成線性關系,當它(tā)與(yǔ)調(diào)節閥,調節器級成一(yī)個控制系統時,相當于(yú)一(yī)個時滞(zhì)和時間常數(shù)都小到可忽略(luè)的一個滞後環節,可視爲比例(lì)環節,廣義對象的特性*取決于回路中其他環節,對控制系統幾無影響(xiǎng),
         孔闆則不然,由于它的輸出與流量(liàng)成線(xiàn)性關系,回路增益随着流量而變化(huà) ,雖然(rán)利用調節閥的流量(liàng)特性來補(bǔ)償廣(guǎng)義對象的線性影(yǐng)響,但效(xiào)果并(bìng)不明顯,因此,必須(xū)引入開方器,開方器的(de)引入雖然使廣(guǎng)義對象的特性(xìng)不随(suí)工作點而(ér)變(biàn)化,明顯(xiǎn)改變了調節品質,但在(zài)小流量時反應快、靈敏、容易(yì)引起系統,調(diào)節誤差增大。
         綜上所述,渦街在許多流量測量中(zhōng)用渦(wō)街來(lái)代替孔闆是可行的(de), 既省錢又省力,它确實給流量測量來許多好處

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