一、存在问题
0.7MPa 蒸汽经 DN80 阀门放常压,涡街流量计显示的流量仅为1.5t/h,怀疑示值严重偏低。
用户是江苏一家热电公司,该公司所属区域有一家热水店买该热网的蒸汽生产开水,然后用槽车运送到洗浴中心等地。
该蒸汽计量点及相关管道如图2.35所示。其中涡街流量计采用DN80口径,并在流量演算器中完成温度压力补偿。
热水店老板摸索出了每生产1t开水所耗蒸汽量同加热时蒸汽瞬时流量的关系,发现将阀门 V2开足,单耗最低,这时1t汽可烧30t开水。
用户的管理人员去现场巡查时发现,蒸汽总管内压力为0.7MPa,而流量计出口处压力在0.22~0.26 MPa之间变化,温度为 260℃,此时的蒸汽流量显示值为1.5t/h,而且涡街流量计处有啸叫声,显然流过涡街流量计的蒸汽流速非常高,又听说热水店的蒸汽单耗如此先进,初步判断这套流量计严重偏低。
用户处理这件事先从流量计出口端压力偏低入手,于是在流量计上游的DN80管道旁又增设了一路DN65的管道,两根管道并联使用,以降低管道上的压力损失。但运行结果,效果不显著,只是流量计前面和后面的压力略有升高,计量值偏低的情况并无改观。
二、分析与诊断
在管道内蒸汽高速流动的条件下,管道上的压损相应增大,流量计前移则流量计安装地点的蒸汽压力相应升高。压力的升高使得对应的蒸汽密度pf增大,从而降低流过发生体的蒸汽流速。但若只移位不换大口径,并不能解决根本问题。
如图2.36 所示,并未说到流速高于80m/s的上限流速后误差的方向。
从涡街流量计现场实际运行情况来看,我公司用“漏脉冲”现象解释,即流速高于上限流速后,涡街流量传感器输出的频率与流速成正比的关系就被破坏,而且流速越高,漏脉冲的现象越严重。
在上面的实例中,按照温度压力参数和流速的数据计算,流过涡街流量计的流量应有10.3t/h,但仪表的显示值只有1.5t/h,只相当于实际流量的1/7。显然被漏掉的脉冲不是少数,而是多数。
由于仪表通径换大后,流过流量计的流速降低,所以流量计出口端压力也会显著升高,从而将流速降到80m/s 以下。
三、反馈的信息
用户采纳了第三个建议,将涡街流量计公称通径换成DN150,并按规定配置DN150的前后直管段,从而实现正常测量。流量示值上升到11t/h。
四、讨论
(1)负荷的特殊性
本实例所讨论的是一种性质特殊的热负荷流量测量问题。普通的热负荷,管道的公称通径都是按管道内的蒸汽经济流速经设计计算确定的,最高流速一般不高于 30m/s,而品质优良的涡街流量计,流速为 76~80m/s 时仍能保证规定的精确度。为了扩大范围度,在确定涡街流量计公称通径时,通常采用缩径的方法,在本案例中不仅不要缩径,反而要扩径。因为此类负荷不需要计算管内的经济流速,要么不开,一开就将控制阀全开,以致管内流速升到100m/s以上,轻者引起流量示值偏低,重者将旋涡发生体冲坏。
处理此类问题的常用方法有两个:一是限制管内流速,例如在蒸汽支管的适当部位装限流孔板,这样不仅能使涡街流量计测量管内的流速不致超上限,而且也消除突然增加的负荷对热网的冲击;二是局部扩管,装上公称通径足够大的涡街流量计。
(2)浴室的负荷与本案例具有相同的性质
大多数单位都有浴室,浴室的热水箱如果是用蒸汽加热,则管内蒸汽一般都达到很高的流速,需要采取与上述相同的方法来处理。