一、存在問題
0.7MPa 蒸汽經(jīng) DN80 閥門放常壓,渦街流量計顯示的流量僅為1.5t/h,懷疑示值嚴重偏低。
用戶是江蘇一家熱電公司,該公司所屬區(qū)域有一家熱水店買該熱網(wǎng)的蒸汽生產(chǎn)開水,然后用槽車運送到洗浴中心等地。
該蒸汽計量點及相關管道如圖2.35所示。其中渦街流量計采用DN80口徑,并在流量演算器中完成溫度壓力補償。
熱水店老板摸索出了每生產(chǎn)1t開水所耗蒸汽量同加熱時蒸汽瞬時流量的關系,發(fā)現(xiàn)將閥門 V2開足,單耗最低,這時1t汽可燒30t開水。
用戶的管理人員去現(xiàn)場巡查時發(fā)現(xiàn),蒸汽總管內(nèi)壓力為0.7MPa,而流量計出口處壓力在0.22~0.26 MPa之間變化,溫度為 260℃,此時的蒸汽流量顯示值為1.5t/h,而且渦街流量計處有嘯叫聲,顯然流過渦街流量計的蒸汽流速非常高,又聽說熱水店的蒸汽單耗如此先進,初步判斷這套流量計嚴重偏低。
用戶處理這件事先從流量計出口端壓力偏低入手,于是在流量計上游的DN80管道旁又增設了一路DN65的管道,兩根管道并聯(lián)使用,以降低管道上的壓力損失。但運行結果,效果不顯著,只是流量計前面和后面的壓力略有升高,計量值偏低的情況并無改觀。
二、分析與診斷
在管道內(nèi)蒸汽高速流動的條件下,管道上的壓損相應增大,流量計前移則流量計安裝地點的蒸汽壓力相應升高。壓力的升高使得對應的蒸汽密度pf增大,從而降低流過發(fā)生體的蒸汽流速。但若只移位不換大口徑,并不能解決根本問題。
如圖2.36 所示,并未說到流速高于80m/s的上限流速后誤差的方向。
從渦街流量計現(xiàn)場實際運行情況來看,我公司用“漏脈沖”現(xiàn)象解釋,即流速高于上限流速后,渦街流量傳感器輸出的頻率與流速成正比的關系就被破壞,而且流速越高,漏脈沖的現(xiàn)象越嚴重。
在上面的實例中,按照溫度壓力參數(shù)和流速的數(shù)據(jù)計算,流過渦街流量計的流量應有10.3t/h,但儀表的顯示值只有1.5t/h,只相當于實際流量的1/7。顯然被漏掉的脈沖不是少數(shù),而是多數(shù)。
由于儀表通徑換大后,流過流量計的流速降低,所以流量計出口端壓力也會顯著升高,從而將流速降到80m/s 以下。
三、反饋的信息
用戶采納了第三個建議,將渦街流量計公稱通徑換成DN150,并按規(guī)定配置DN150的前后直管段,從而實現(xiàn)正常測量。流量示值上升到11t/h。
四、討論
(1)負荷的特殊性
本實例所討論的是一種性質特殊的熱負荷流量測量問題。普通的熱負荷,管道的公稱通徑都是按管道內(nèi)的蒸汽經(jīng)濟流速經(jīng)設計計算確定的,最高流速一般不高于 30m/s,而品質優(yōu)良的渦街流量計,流速為 76~80m/s 時仍能保證規(guī)定的精確度。為了擴大范圍度,在確定渦街流量計公稱通徑時,通常采用縮徑的方法,在本案例中不僅不要縮徑,反而要擴徑。因為此類負荷不需要計算管內(nèi)的經(jīng)濟流速,要么不開,一開就將控制閥全開,以致管內(nèi)流速升到100m/s以上,輕者引起流量示值偏低,重者將旋渦發(fā)生體沖壞。
處理此類問題的常用方法有兩個:一是限制管內(nèi)流速,例如在蒸汽支管的適當部位裝限流孔板,這樣不僅能使渦街流量計測量管內(nèi)的流速不致超上限,而且也消除突然增加的負荷對熱網(wǎng)的沖擊;二是局部擴管,裝上公稱通徑足夠大的渦街流量計。
(2)浴室的負荷與本案例具有相同的性質
大多數(shù)單位都有浴室,浴室的熱水箱如果是用蒸汽加熱,則管內(nèi)蒸汽一般都達到很高的流速,需要采取與上述相同的方法來處理。