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在蒸汽计量中选用涡街流量计与孔板流量计的利弊

作者:  来源:  时间:2018-01-08 10:40:37

 【摘要】本文介绍了涡街流量计孔板流量计目前的技术水平,并对两种流量计的初步投资、安装费用、维护费用、运行成本、长期运行精度、可互换性、量程比、可靠性、节能效果及一次元件的流量特性对控制系统产生的影响进行了综合评价,以帮助正确选用。

1、涡街流量计与孔板流量计目前的技术水平:
        涡街流量计的基本结构由涡街发生体、检测元件、信号处理放大电路组成,目前对=L.涡街发生体的研究己达到相当完善的程度,以三角型发生体为最佳型体,检测元件有热敏电阻、应变片、压电晶体、差动电容、超声波等。信号处理部分有许多已微机化。
        涡街流量计具有安装方便(可直接在管道上安装)、体积小、互换性强、长期运行精度高,可适用于大多数液体、气体和蒸汽测量。目前世界市场的涡街流量计的销售额每年递增30%左右。
        目前,孔板流量计的技术发展水平仍以确定的经验公式为基础,1980年国际标准化组织将8541与8781两个标准合并成标准IS05167(1980)。 孔板节流装置由于结构简单,造价低、耐高温、耐高压、适用大日径等优点,它几乎适用一j:所有介质测量,而与之配套的差压变送器发展迅速,使其本身具有的不足得以一定的弥补。
 
2、涡街流量计与孔板流量计综合性能评价
        孔板流量计(简称孔板)由节流件取压装置和差压变送器组成,导压管对于易冻的场所需要有伴热措施,一个流量测量回路静密封点为20个左右,使用中存在如下问题: 易冻、易堵、易漏、伴热容易造成差压变送器器件老化、某些场合导压管需加隔离液,由J几伴热或丁艺操作不稳,正、负导压管隔离液液线常常不等,产生液柱差,使流最指示不准。
        以上都会使流量系数发生变化,测量精度降低,管缩短导压管把差几变送器直接安装在管道上,但仍有流动的死区。 涡街流量计(简称涡街)只有3个静密封点,不易泄漏,没有流动的死区,不需伴热保温,不受流体重度、温度、压力、和粘度等影响,流量系数长期不变。 但涡街在有振动场合使用时,会使流量测量不准。目前,己推出抗振型的涡街,能克服振动对流最测量不准的影响。
2.1、初步投资:
        涡街流量计的一般价格在1万元/台左右(以cp 100为例),而一台节流装置包括差汪变送器、孔板及法兰、导压管、阀门、保温箱或保护箱也需1.5万,从投资上看,采用涡街仍然是合算的。
2.2、安装费用:
        涡街安装简单,只需保证流量计前后有一定的直管段即可,孔板直线段、同心度、导压管、变送器、保温箱都有一定的安装要求、安装费用是涡街的数倍。
2.3、维护费用:
        涡街除在计量上要求周期性标定外,一般不会出现故障,而孔板则不然,消漏,定期排污,灌隔离液,更换导压管、阀门、保温、清洗孔板等,有一定的维护量。如50套流量孔板测量回路(需保温伴热),每二年,保温伴热系统改造就得投入一定的维修费,这还不包括差压变送器的更新,孔板更新费用。算下来还是孔板的维护费用高。
 
2.4、运行成本:
2.4.1、蒸气消耗费用:
        如50套流量孔板测量回路(需保温伴热),每个伴热点耗汽0.02t/h,如果每年平均按2400小时计算,蒸汽费用为120吨,则每年需消耗汽费用大约为28.8万元,每个回路每年耗费用为0.576万元。
2.4.2、能耗费用:
        涡街的压力损失比孔板小,约是孔板的1/15。因此,长期的运行对泵及风机能耗费少。孔板是涡街的巧倍,当用于气体或蒸汽流量测量时,由于密度小,同一管径体积流量大,压力损失更是严重,耗能费更高。
2.4.3、泄漏排污费:
        排污费视排污次数,一般为每年约20次左右,排出的污物及物料污染大气环境,污水超标,有可能遭到环保部门的处罚。
2.4.5、长期运行精度:
        孔板的设计系统精度1.5%-2.5%,由于差压与流量是非线性关系,当流量低于30%时,误差增大,气体太为严重,另一方面,由于使用介质的长期磨损,锐角变钝,使流量系数发生变化,也是影响精度的一个重要原因。
        由于涡街的特殊结构,当精度经实际确定后(约为0.5 %-1 %测量值),精度几乎是不变的。
2.4.6、可互换性:
        同一台涡街可测量气体、液体及蒸汽的流量,探头对不同口径的流量计来说都有是通用的,电子线路板可根据不同的介质互换,不影响整体性能。孔板则不然,孔径是为特定的介质而设计的,互换性差,改变量程也比较困难,需重新计算孔板。
2.4.7、量程比:
        由于涡街的输出频率与流量成线性关系,则流量的量程比可达10: 1。 差压流量计的差压与流量成非线性关系,在小流量时测量不准,量程比只有3: l-S: 1。如果扩大量程比,必须设法提高差压变送器的精度。
2.4.8、可靠性:
        现在的涡街流量计出比孔板流量计具有更高的可靠性。
2.4.9、节能效染:
        如蒸气用量为120t/h,压力为3.9Mpa,温度为3000C加果用孔板测量蒸气,造成压力损失为0.03-0.05Mpa,如按0.03Mpa算,这块孔板所豪耗电能为4 I kW,按一年300天计,每年耗电29.5万kW/h折算标准煤为34.2t加果采用涡街能耗仅为孔板的l/15-1/20,若以1 / 20计,则每年仅耗煤l吨。 
2.4.10、一次元件的流量特性对控制系统产生的影响 
        由于涡街的输出频率与流量成线性关系,当它与调节阀,调节器级成一个控制系统时,相当于一个时滞和时间常数都小到可忽略的一个滞后环节,可视为比例环节,广义对象的特性完全取决于回路中其他环节,对控制系统几无影响,孔板则不然,由于它的输出与流量成线性关系,回路增益随着流量而变化,虽然利用调节阀的流量特性来补偿广义对象的线性影响,但效果并不明显,因此,必须引入开方器,开方器的引入虽然使广义对象的特性不随工作点而变化,明显改变了调节品质,但在小流量时反应快、灵敏、容易引起系统,调节误差增大。
        当然孔板流量计在高温、高压、大口径的工况下有涡街不可比拟的条件,但在一般的工况下涡街是比孔板有一优越性的。
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