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1.存在的問題
  0.7MPa蒸汽經(jīng)DN80閥門放常壓。渦街流量計(jì)顯示的流量僅為1.5t/h,懷疑嚴(yán)重偏低。
提問者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(yùn)送到洗浴中心等熱用戶。
  該蒸汽計(jì)量點(diǎn)及相關(guān)管道如圖2.25所示。其中渦街流量計(jì)采用ABG儀表集團(tuán)的DY080井在FC6000流量演算器中完成溫度壓力補(bǔ)償。

  開水店的老板摸索出了每生產(chǎn)1t開水所耗蒸汽量同加熱時(shí)蒸汽瞬時(shí)流量的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)將閥門V2開足，單耗zui低，這時(shí)1t汽可燒30t開水。為此，老板賺得了豐厚的利潤。
  熱電公司的管理人員去現(xiàn)場巡查時(shí)發(fā)現(xiàn)，蒸汽總管內(nèi)壓力為0.7MPa，而流量計(jì)出口處壓力在0.22-0.26MPa之間變化，溫度為260℃，此時(shí)的蒸汽流量顯示值為1.5t/h，而且渦街流量計(jì)處有嘯叫聲，顯然流過渦街流量計(jì)的蒸汽流速非常高，又聽說開水店的蒸汽單耗如此先進(jìn)，初步判斷這套流量計(jì)嚴(yán)重偏低。
  熱電公司處理這件事先從流量計(jì)出口端壓力偏低入手，于是在流量計(jì)上游的DN80管道旁又增設(shè)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(yùn)行結(jié)果，效果不顯著，只是流量計(jì)前面和后面的壓力略有升高，計(jì)量值偏低的情況并無改觀。
2.分析與診斷
  先從流量計(jì)前后壓力計(jì)算流過渦街流量計(jì)的平均流速。因?yàn)榱黧w流過渦街流量計(jì)時(shí)量計(jì)前后壓差同流速之間有下面的關(guān)系:

式中：△P—壓力損失，MPa;
      ρ—流體密度。kg/m3;
      v—流速，m/s。
  流量計(jì)出口處壓力以0.24MPa計(jì)，在溫度為260℃時(shí)，蒸汽密度為ρ=1.4kg/m3，蒸汽總管壓力為0.7MPa?？鄢赝緣毫p失，到流量計(jì)上游約為P1=0.5MPa，然后計(jì)算壓損
△P=0.5-0.24=0.26MPa
代入式中，得

  基于上述計(jì)算結(jié)果，為熱電公司提了三點(diǎn)建議:
  ①限制用戶端的閥門V2的開度，將瞬時(shí)流量限制在DN80渦街流量計(jì)允許的上限流量以下;
  ②將渦街流量計(jì)(連同溫度壓力測量元件)移至距總管較近的位置;
  ③將渦街流量計(jì)通徑適當(dāng)放大，使得V2開足時(shí)，流過渦街流量計(jì)的流速也不超過其允的zui高流速80m/s。
  首先*個(gè)方法如果能得以實(shí)現(xiàn)，既能保證計(jì)量準(zhǔn)確度，又不用增加開支。但是需方反。因?yàn)樗矔r(shí)流量減小就意味著開水店單耗升高。而且因?yàn)閂2閥門屬用戶資產(chǎn)，閥門的開供方無權(quán)約束，也沒有違反雙方已訂的協(xié)議。
  第二個(gè)方法是基于式(2.29)所示的關(guān)系:

式中 v—流速，m/s；
    qm—質(zhì)量流量，kg/s，
    ρf—(某一段)管道內(nèi)蒸汽密度，kg/m3；
    A—管道流通截面積。m2。
  在管道內(nèi)蒸汽高速流動(dòng)的條件下，管道上的壓損增大，流量計(jì)前移則流量計(jì)安裝地的蒸汽壓力相應(yīng)升高。壓力的升高使得對(duì)應(yīng)的蒸汽密度ρf增大，從而降低流過發(fā)生體的汽流速。但若只移位不換大口徑，并不能解決根本問題。
  關(guān)于流速高于80m/s后流量計(jì)偏低這個(gè)問題，只見有過零星報(bào)道，未見有人做過專門研究。
  ABG儀表集團(tuán)的資料中給出了斯特羅哈爾數(shù)Sr與雷諾數(shù)的關(guān)系，如圖2.26所示，但并未說流速高于80m/s的上限流速后誤差的方向。
  從渦街流量計(jì)現(xiàn)場實(shí)際運(yùn)行情況，制造廠用“漏脈沖”現(xiàn)象解釋，即流速高于上限流速，渦街流量傳感器輸出的頻率與流速成正比的關(guān)系就被破壞，而且流速越高，漏脈沖的現(xiàn)象越嚴(yán)重。
  在上面的實(shí)例中，按照溫度壓力參數(shù)和流速的數(shù)據(jù)計(jì)算，流過渦街流量計(jì)的流量應(yīng)有10.3t/h，但儀表的顯示值只有1.5t/h，只相當(dāng)于實(shí)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(jì)的流速降低，所以流量計(jì)出口端壓力也會(huì)顯著升高，從而將流速降到80m/s以下。
3.反饋的信息
  ①提問者采納了第三個(gè)建議，將渦街流量計(jì)公稱通徑換成DN150，并按規(guī)定配置DN150的前后直管段，從而實(shí)現(xiàn)正常側(cè)量。流量示值上升到11t/h.
  ②由于流量計(jì)示值不再嚴(yán)重偏低，用過熱蒸汽燒開水的生意無利可圖，開水店只得關(guān)門大吉。
4.討論
  (1)負(fù)荷的特殊性
  本實(shí)例所討論的是一種性質(zhì)特殊的熱負(fù)荷流量測量問題。普通的熱負(fù)荷，管道的公稱通徑都是按管道內(nèi)的蒸汽經(jīng)濟(jì)流速經(jīng)設(shè)計(jì)計(jì)算確定的，zui高流速一般不高于30m/s，而品質(zhì)優(yōu)良的渦街流量計(jì)，流速為76-80m/s時(shí)仍能保證規(guī)定的度。為了擴(kuò)大范圍度，在確定渦街流量計(jì)公稱通徑時(shí)，通常采用縮徑的方法，如5.17節(jié)所討論的那樣。但在本例中不僅不要縮徑，反而要擴(kuò)徑。因?yàn)榇祟愗?fù)荷不需要計(jì)算管內(nèi)的經(jīng)濟(jì)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(gè):一是限制管內(nèi)流速，例如在蒸汽支管的適當(dāng)部位裝限流孔板，這樣不僅能使渦街流量計(jì)測量管內(nèi)的流速不致超上限，而且也消除突然增加的負(fù)荷對(duì)熱網(wǎng)的沖擊;二是局部擴(kuò)管，裝上公稱通徑足夠大的渦街流量計(jì)，如本節(jié)的前面一段所述。
  (2)浴室的負(fù)荷與本例具有相同的性質(zhì)
  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)蒸汽一般郁達(dá)到很高的流速，需要采取與上述相同的方法來處理。

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