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涡街流量计在计量加热系统:冷凝器蒸汽测量中的应用

作者:    时间:2016-11-11 09:22:17

 

        我们应该测量哪一侧的加热系统以提供最准确和最全面的测量结果?
蒸汽和冷凝水流量测量简单的答案将是蒸汽侧,因为这是向使用位置提供能量的加热介质。然而,当你开始看看可用的测量技术和在测量可压缩介质中遇到的困难时,如果这一面实际上是最合适的测量位置,则变得有疑问。
 
让我解释…
 
        由于过程的性质(蒸汽),你面临着非常不友好的介质,具有极高的温度。您还在使用压缩性/密度变化,因为压力/负载变化和工作范围根据年/季节的时间有极端的变化。结合可用的测量技术,您在可靠,精确的测量解决方案中非常有限。
 
        作为一般规则,可用于此应用的最准确和可靠的技术是涡流脱落。涡流脱落使用钝的体(称为脱落杆)插入到流动流中以在流经过/围绕脱落杆时产生涡流。一旦涡流脱落,拾取或感测技术检测涡流,并且它们被感测的速率与速度成比例。
 
        根据所采用的感测技术,任何特定的涡街流量计将具有最大和最小速度范围。这些范围将随技术而变化,但根据经验,Vortex仪表非常线性,可重复到+/- 1.0%的速率或读数,典型的理想仪表调节范围为20:1。另外,请记住,在仪表的低速点 - 雷诺数取决于介质(蒸汽)从过渡到层流的位置 - 脱落杆不再脱离涡流。这意味着仪表没有任何测量,因此,变为零。也就是说,除非将固定输出配置到输出电路中(其中一些制造商不常使用)来使仪表读取某个值。为了使问题更严重,根据仪表的初始尺寸(在大多数情况下超大),实际负载或流量的15%至50 +%仍然可以通过仪表,而仪表没有涡流测量!
 
第一个想到的想法是一个合乎逻辑的问题:
 
为什么有人选择一个超大的米知道它有一个有限的低流量截止?
 
        好吧,这不是那么简单。为了正确地确定涡街流量计的尺寸,你需要知道最大流量或负荷。这看起来很简单。不是那只是它的管道安装的地方的线路大小?不幸的是,情况并非如此。事实上,在可以确定最大负载的90%以上的安装中,实际管线尺寸为1-3个管径,对于该负载而言过大或过大。
 
另一个问题是:为什么有人会过度设计管道系统?
 
        根据使用点位置的增长期望,可以为未来负载选择供应线路的线路尺寸。此外,工程师喜欢使用安全系数,以防止系统尺寸过大,在许多情况下,这些因素单独增加管道尺寸额外的管道直径。
 
        所以,现在你看到为什么负载中的方差(15%-50 +%)仍然通过低于低流量截止值的流量计。请记住,15%是一个理想尺寸的仪表,其负载和线路尺寸与仪表最大负载能力相匹配,使整个20:1的调节能力在达到零输出/读数之前达到理想的低流量截止点。
 
因此,让我们回顾一下从系统的蒸汽供应侧测量能量使用的因素:
 
1)理想情况下,测量是有意义的,因为蒸汽是在使用点的加热介质。
 
2)由于蒸汽(气体)的性质,它是一种非常困难的介质,测量具有高可靠性,精度和调低。
 
3)加热负荷可以,并且随着季节的要求变化很大,使流量范围非常大。
 
4)最适合的测量技术是Vortex,因为它在高要求的工艺条件下具有高精度,线性度和可靠性。
 
5)测量技术(Vortex)的限制是工作范围或调节,这是速度相关的。
 
6)测量技术(Vortex)不是基于零流量的。具有低流量截止,即使流量仍然通过流量计,流量计也会变为零。
 
7)由于流量计的尺寸和技术限制,实际蒸汽流或负载的15%-50 +%未测量。
 
        因此,如果蒸汽测量有这样的限制,我们应该开始调查冷凝物测量作为一个选项...
首先,冷凝物如何与能量或负载有关的蒸汽?首先,我们先定义一磅蒸汽等于或等于一滴冷凝水。显然,它们消耗的空间体积是不同的,但是磅,磅,英镑是相同的。
 
        考虑到这一点,如果我们看看冷凝液的流体特性,我们现在有一种具有更好性能的介质,允许流量装置提供可靠性,精确度和调节量的测量。无需担心过高的温度和可压缩性/密度变化,测量变得简化并且可用于更广泛的技术。然而,这并不是说应用程序没有测量问题。
 
        由于负载随季节变化而变化很大,所以流量和速度也变化。此外,由于蒸汽是这种理想的能量载体,因此体积中的冷凝物的量比蒸汽小得多。这意味着随着蒸汽释放其能量而产生的冷凝物的体积非常小。根据测量应用(泵送或重力冷凝水),这可能导致非常低的流量/速度(重力)。这意味着冷凝液管线尺寸比蒸汽管线小得多,并且考虑的任何流动技术将在尺寸/直径上小得多,或具有非常高的调节或低速度能力。
 
        在寻求可靠性时,如果可能,应该消除所有机械式体积流量计。即使介质的测量友好得多,它仍然处于高温,并且含有从蒸汽管道系统带走的小颗粒。这种颗粒会随着时间的推移污染或堵塞机械表,从而降低调节和精度。最终,这些类型的仪表停止功能阻塞到摩擦界面卡住的点。这留下了技术,如涡流,超声波,皮托管(差压生产商)和磁性,所有这些都提供准确和可靠的测量一定程度没有任何运动部件。
 
        当寻址精度和调低我们可以立即消除涡旋和皮托管(差分生产商)。在涡街流量计的情况下,如上所述,低流量截止和非零基流动对于冷凝物产生与它们对蒸汽相同的问题。在压差产生装置的情况下,在低流量下的分辨率和精度成为进一步通过将DP(差压)转换为流量测量所需的误差的平方根提取而复合的问题。
 
        这使我们有超声波和磁性。超声波,通过其测量性质更喜欢更高的速度,使飞行时间测量准确。这将低端速度限制到约1.0英尺/秒以保持精确的测量。对于泵送的冷凝物,这是可以接受的,但绝对不适用于重力冷凝物,这可以容易地接近速度到0.01英尺/秒。
 
        现在我们来谈谈磁流量计,在过去,这些流量计都受到了人们的误解,认为冷凝水的电导率太低,无法进行测量。首先,我们考虑仪表需要的电导率(3-5 uS / cm)和锅炉中蒸汽产生的水的值。在该特定位置处,取决于锅炉的类型和用于产生锅炉给水(0.1-3uS / cm)的RO系统的质量/能力,电导率可能太低。然而,一旦蒸汽产生并开始移动通过管道系统,矿物颗粒将开始污染蒸汽。随着蒸汽冷凝成液体,这种情况继续并恶化,因为大多数系统被排放到大气中,增加了引入氧气的污染及其对所有金属表面的氧化作用。因此,在冷凝物到达磁流量计时,电导率最有可能在(5-30uS / cm)范围内,这在本技术的测量范围内。
 
        在过去,磁性仪表受到一些与超声波相同的调节问题的限制。但是,这些仪表现在具有低得多的流量能力,同时仍然提供非常精确的测量。具有500:1的调节能力(速率或读数精度为1.0%),磁流量计已成为该测量技术的首选技术。
 
因此,让我们重温系统蒸汽供应侧的测量能量使用。
 
1)一磅冷凝物等于或等于一磅蒸汽。
 
2)由于冷凝物(液体)的性质,它是一种更容易测量的介质,具有高可靠性,精度和调节比。
 
3)加热负荷可以,并且随着季节的要求变化很大,使流量范围非常大。
 
4)最适合的测量技术是磁性的,因为它在高流量工艺条件下具有高精度,线性度和可靠性。
 
5)随着调节能力的进步,测量技术(磁性)几乎没有限制。
 
6)测量技术(磁性)是基于零流量的,意味着没有流量截止,即使流量仍然通过它,流量计也会变为零。
 
7)在苛刻的低流量工艺条件下,由于技术的高精度,线性和可靠性,测量所有捕获或回收的冷凝物。
 
        为了回答哪个方面更精确地测量能量或负载的问题,我们证明了似乎最合乎逻辑和直接的方法(Steam)的观点恰恰相反,而且到目前为止,最困难的和不准确。另一方面,冷凝物提供了更好的介质和容易获得的测量技术,以提供对典型蒸汽加热系统的变化负载要求的精确,可靠,可重复的测量。
 
 
        在蒸汽侧(由于测量技术和仪表尺寸的限制,未知的负载和过大的管道系统)的15-50%的负载的潜力使得冷凝侧不仅更精确,具有极高的调节率,基于零流量的测量技术,而且在为系统条件确定仪表尺寸时更加直接和愚蠢。
 

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