五、脉动流流量测量的几个实例

  1.往复泵引入的脉动及其克服

在聚甲醛连续聚合流程中，精单体、共单体、催化剂等均需保持恒定的流量，这一任务就交由往复式计量泵来完成。这种泵使用一段时间后，常因活门的卡滞、泄露而出现流量失控现象，为生产酿成重大损失。为了对计量泵输送的流量进行监视，于是安装了流量计。图6.6所示为其中的二氧五环（共单体）流量计系统。

  显然，在测量脉动流量时，合适的阻尼器是至关重要的，使阻尼器正常工作与测量本身具有同等重要性。

2.调节系统振荡引入的脉动及其克服

上海某轮胎厂新建两台35t/h锅炉供3.9MPa饱和蒸汽，蒸汽流量用涡街流量计测量，仪表配置如图6.8所示。锅炉投入运行后，各路蒸汽分表示值之和与总表经平衡计算，差值≤1%R，发汽量与进水量平衡测试结果也令人满意。运行3个星期后出现了新情况，即去除氧器的一套蒸汽流量计示值有时突然跳高，从而使分表之和比总表示值高约20%。

在现场运行人员介绍之际，仪表人员观察到流量计示值跳高现象突然发生，从记录纸上也可清楚看出，测量范围为0~10t/h的除氧器耗汽流量，正常时在3t/h左右波动，最高时也未高于5t/h，但是异常情况发生后，流量示值突然跳到10t/h以上，并长时间维持此值。

仪表人员立即到蒸汽分配器处观察，发现去除氧器的一路蒸汽管有异常的振动，管内压力有周期性地小幅度摆动。仪表人员又到除氧器处观察，其配管如图6.9所示。3.9MPa 蒸汽经直接作用压力调节器减压到0.6MPa后，再经用于除氧温度控制的偏芯旋转阀送除氧头。仪表人员发现，减压阀后蒸汽压力在0.1~0.8MPa之间大幅度、周期性摆动，周期约4s，而偏芯旋转阀阀位并无明显摆动，显然，压力振荡是由直接作用式压力调节系统振荡引起的。

仪表人员建议热力工程师将减压阀前的切断阀缓慢关小，直至振荡停止，流量示值也恢复正常。

分析上述现象，归纳出以下五点。

①流量示值突然跳高是由于流体从定常流突然变为脉动流。

②脉动流的形成源于减压阀振荡。

③减压阀振荡是因其两端压差大，阀门开度小，阀芯还可能存在一定的干摩擦。

④关小调节阀的上游切断阀后，减压阀开度增大，振荡停止，是因为阀门开大后，减压阀两端压差减小，等效放大系数相应减小。

⑤减压阀应尽早拆开检查，改善干摩擦，清除卡滞，以彻底消除产生脉动的根源。

上述两例，流体不同，脉动引发的方式大不相同，所使用的流量计也不同，但是有一点是共同的，即有固定不变或基本稳定的脉动周期，下面的一个例子，脉动完全是随机的。

3.蒸汽喷嘴引入的脉动及其克服

锅炉的除氧器是用蒸汽将进水加热到规定温度，于是水中氧的饱和溶解度相应减小，从而达到除去水中部分氧的目的。

国产锅炉除氧器，蒸汽是从除氧头下部引入，进水从除氧头上部引入，汽水在除氧头内的筛板段进行热量传递和质量传递。这样的结构形式，对除氧器蒸汽流量测量毫无影响。但在上海的一幢88层高楼遇到的却是另一种情况。该大厦安装有德国ROS公司的蒸发量各为10t/h的4台锅炉，随锅炉带来除氧器。该除氧器的加热方法是在卧式热水箱接近底部的高度横卧一根蒸汽喷管，在喷管上密密麻麻打了很多小孔，全部蒸汽均从这些小孔中喷出，同周围的水接触，完成热量传递，并带着水中的氧上升，浮出水面，达到除氧的目的。其蒸汽计量和加热系统如图6.10所示。

        这种结构的除氧器对蒸汽流量测量带来严重威胁。因为蒸汽从小孔中喷出后，马上同温度较低的水接触，导致气泡破裂，仿佛水箱底部每秒都有许多小气球在爆破。这种爆破产生的流动脉动经蒸汽管路反向传递到安装在上游的涡街流量计，使流量计示值比热平衡计算得到的理论值高 150%~170%，显然，问题是严重的。在流量计与除氧器之间加装了一台阻尼器，使气泡破裂产生的脉动在阻尼器中得到衰减。阻尼器投入运行后，不仅流量计示值与理论计算值基本符合，而且管道振动也明显减小。为了解决安装空间问题，阻尼器结构与图6.2略异，采用管道式，如图6.11所示。