渦街流量計(jì)通常被用作計(jì)量蒸汽的流量。下面筆者以渦街流量計(jì)為例,結(jié)合自己近幾年現(xiàn)場(chǎng)校驗(yàn)儀表的經(jīng)驗(yàn),介紹渦街流量計(jì)及其配套儀表在安裝和使用中zui常出現(xiàn)的問(wèn)題以及解決辦法。
一、現(xiàn)場(chǎng)安裝中zui容易出現(xiàn)的問(wèn)題
1.渦街流量計(jì)上、下游直管段的長(zhǎng)度不夠引入誤差*,渦街流量計(jì)安裝對(duì)直管段的要求是非常嚴(yán)格的,國(guó)內(nèi)外各個(gè)廠家的技術(shù)資料對(duì)渦街流量計(jì)上、下游直管段都有明確要求,然而很多現(xiàn)場(chǎng)不能滿足所需直管段長(zhǎng)度的要求,例如管徑較大的管道等,從而給渦街流量計(jì)的測(cè)量帶來(lái)了很大的附加誤差。
針對(duì)上述情況,可采用在渦街流量計(jì)上游加裝流動(dòng)調(diào)整器的辦法,來(lái)消除上游阻流件產(chǎn)生的渦街和流速分布畸變的影響。單板式流動(dòng)調(diào)整器的漩渦消除能力和速度分布恢復(fù)能力較強(qiáng),壓力損失較小,其孔徑是固定的,因而備受制造廠和用戶的青睞。
2.壓力補(bǔ)償儀表安裝不規(guī)范引入誤差
在壓力變送器的安裝現(xiàn)場(chǎng),為了維修方便,壓力變送器安裝地點(diǎn)與取壓點(diǎn)往往不在同一高度,這樣,引壓管中的冷凝水就會(huì)對(duì)壓力測(cè)量帶來(lái)影響。圖1為4種常見(jiàn)的形式,其中:Ps為蒸汽壓力,Pa;ρ為冷凝水密度,kg/m3;P0為變送器壓力輸入口處實(shí)際壓力,Pa;h為高度差,m;g為重力加速度,m/s2。
渦街流量計(jì)的壓力變送器引壓管中冷凝水液柱高度對(duì)壓力測(cè)量的影響通??梢杂靡韵聝煞N方法校準(zhǔn)。
(1)在壓力變送器中進(jìn)行校準(zhǔn)。這種方法的實(shí)質(zhì)是對(duì)壓力變送器的零點(diǎn)進(jìn)行遷移。一般的壓力變送器都帶HART協(xié)議,可采用手持終端將測(cè)量范圍進(jìn)行調(diào)整,從而達(dá)到消除液柱高度差帶來(lái)的影響。然而,對(duì)于非智能的或不帶HART協(xié)議的壓力變送器上述辦法很難實(shí)現(xiàn),相比之下,在二次儀表中作校準(zhǔn)成為一種很受歡迎的方法。
(2)在流量顯示儀表中進(jìn)行校準(zhǔn)。這里說(shuō)的二次儀表不僅包括普通二次儀表也包括流量演算器、DCS等,可采用在二次儀表中對(duì)壓力的量程進(jìn)行遷移以達(dá)到目的。
3.現(xiàn)場(chǎng)工礦條件不理想引入的誤差
渦街流量計(jì)一個(gè)zui大的局限性就是對(duì)管道機(jī)械振動(dòng)較敏感,不宜用于強(qiáng)振動(dòng)場(chǎng)所,容易受周圍環(huán)境干擾的影響。往往很多安裝人員忽略了這一點(diǎn),安裝在風(fēng)機(jī)、空壓機(jī)等動(dòng)力設(shè)備旁邊,這些設(shè)備運(yùn)行時(shí)都有不同程度的振動(dòng),這些振動(dòng)都有可能讓渦街流量計(jì)有額外的輸出。工頻干擾也是一個(gè)不容忽視的問(wèn)題,如變頻器的干擾。
針對(duì)上述情況可采用減振措施,可在傳感器上、下游,分別設(shè)置防振管支架并加裝防振墊,如果還不能達(dá)到效果,可采?。海?)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行檢查,檢查一次儀表和二次儀表有沒(méi)有按規(guī)定屏蔽和按規(guī)定接地。(2)如果接地和屏蔽都已做到,還是有小流量,可采用調(diào)整一次儀表的觸發(fā)電平(TLA),將幅值小的干擾進(jìn)行濾除。如果小流量處于某一恒定值左右,可采用在二次儀表中進(jìn)行適當(dāng)?shù)男⌒盘?hào)切除,從而消除干擾帶來(lái)的誤差。
二、二次儀表參數(shù)設(shè)置錯(cuò)誤
1.誤把常溫條件下的K系數(shù)當(dāng)做工礦條件下的K系數(shù)
很多人錯(cuò)誤地認(rèn)為渦街流量計(jì)送法定計(jì)量檢定機(jī)構(gòu)檢定后證書(shū)中所給的K系數(shù)就是儀表的K系數(shù),其實(shí)不然。根據(jù)JJG1029-2007《渦街流量計(jì)》檢定規(guī)程的要求,渦街流量計(jì)的儀表K系數(shù)是通過(guò)液體或氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置在常溫、常壓條件下標(biāo)定后確定,所以檢定證書(shū)中所給的K系數(shù)不能代表儀表工作時(shí)的K系數(shù)。因?yàn)楫?dāng)渦街流量計(jì)測(cè)量高溫(例飽和蒸汽、過(guò)熱蒸汽、熱水等)介質(zhì)時(shí),儀表的表體(測(cè)量管)和發(fā)生體都處在高溫介質(zhì)中,進(jìn)而影響渦街流量計(jì)的儀表系數(shù)K,所以測(cè)量高溫介質(zhì)時(shí)應(yīng)該對(duì)儀表系數(shù)K進(jìn)行修正。其溫度修正系數(shù)為
Et=〔1+(2a0+ax)(t-t0)〕-1
式中:a0——渦街流量計(jì)表體材料的膨脹系數(shù),(℃·mm)-1;ax——發(fā)生體材料的膨脹系數(shù),(℃·mm)-1;t——流體溫度,℃;t0——實(shí)驗(yàn)室標(biāo)定時(shí)流體的溫度,℃。
如果表體和發(fā)生體采用同種材料,則
Et=[1+3a(t-t0)]-1
式中:a——表體、發(fā)生體材料的膨脹系數(shù),(℃·mm)-1。
對(duì)儀表系數(shù)進(jìn)行溫度修正后,有
K=EtK0
式中:K0——實(shí)驗(yàn)室標(biāo)定獲得的平均儀表系數(shù)。
2.顯示儀表(流量積算儀)中的參數(shù)設(shè)置錯(cuò)誤
一般的渦街流量計(jì)積算儀都有手動(dòng)溫度、壓力補(bǔ)償項(xiàng),設(shè)置該項(xiàng)的目的主要是為了在溫度、壓力測(cè)量出現(xiàn)異常數(shù)值時(shí)作為恒定補(bǔ)償來(lái)計(jì)算蒸汽密度,而這兩項(xiàng)參數(shù)許多人任意設(shè)置,更有人甚至不裝溫壓補(bǔ)償儀表,采用固定補(bǔ)償來(lái)測(cè)量蒸汽。而當(dāng)溫壓補(bǔ)償儀表?yè)p壞或出現(xiàn)故障時(shí),儀表人員不能及時(shí)的發(fā)現(xiàn)或處理使得儀表所測(cè)流量與實(shí)際流量偏差較大,從而影響測(cè)量準(zhǔn)確度。建議該兩項(xiàng)參數(shù)的設(shè)置應(yīng)根據(jù)管道中常用的實(shí)際壓力、溫度值進(jìn)行設(shè)置。
以上僅是zui容易忽略但對(duì)日常測(cè)量影響較大的幾個(gè)誤差來(lái)源及解決辦法,然而蒸汽渦街流量計(jì)測(cè)量誤差的來(lái)源包括很多因素。筆者希望有關(guān)人員無(wú)論在儀表的安裝還是日常的維護(hù)使用中都能重視起來(lái),從而為企業(yè)能源計(jì)量、貿(mào)易結(jié)算等提供準(zhǔn)確可靠的數(shù)據(jù)