在饱和蒸汽测量中影响涡街流量计准确计量因素

一、影响因素

涡街蒸汽流量计的工作原理是在流体中设置漩涡发生体，从而发生体两侧交替产生有规则的漩涡，漩涡列在漩涡发生体下游非对称地排列，产生一定的频率，通过公式f=St×v/（1-1.27d/D）×d（式中：St---斯特劳哈尔数，为无量纲数，与漩涡发生体及雷诺数有关；v---流速；d---发生体迎面宽度；D---公称通径）即可得出流速。

一般来说，涡街蒸汽流量计输出信号（频率）不受流体物性和组分变化的影响，是指仪表系数仅与漩涡发生体形状和尺寸以及雷诺数有关。它的优点是：结构简单牢固，安装维护方便；多种类流体，液、气、蒸汽及部分混合相皆适用；准确度较高，一般达±1%R；流量范围宽，可达10∶1或20∶1或更大；压头损失小；无零点漂移；价格相对便宜。缺点是：不适于低雷诺数Re＜20000的情况，对高黏度、低流速、小口径的使用有限制；对环境的要求较高，应尽量杜绝有振动的场所，且上游侧需要有较长的直管段；仪表系数较低，且口径愈大愈低。信号分辨力降低，故口径不宜过大，一般应用于DN15~DN300。涡街蒸汽流量计在测量饱和蒸汽（以饱和蒸汽为例）质量流量时，压力波动、干度变化、振动、差压过大等因素均会影响涡街流量计准确计量。

二、存在的问题分析

工业现场常用质量流量作为测量蒸汽流量的依据，公式如下：

Qm＝Qvρ   （1）

式中：Qm---质量流量，kg/h；Qv---体积流量，m³/h；ρ---流体的密度，kg/m³。

由式（1）可知，质量流量与密度有关，也就受压力、温度、流体种类、干度、流速等因素影响，这几种因素直接影响流量值的正确测量。

1.干度变化

涡街蒸汽流量计在测量饱和蒸汽时，要求饱和蒸汽干度不低于85%。但现场实际情况是饱和蒸汽干度在锅炉内就小于100%，而经管道传送一段距离后，会出现干度低于85%的现象，它使测量值下降。

目前，用于测量蒸汽流量的流量计大部分为体积流量计，*先测得体积流量，然后通过蒸汽的密度计算质量流量，也就是假定蒸汽为完全干燥。但是，蒸汽并非完全干燥，如果不考虑蒸汽干度的影响，得出的数据会低于实际流量。因此，流量计的二次仪表（流量演算仪） 应具有设置饱和蒸汽干度以及修正的功能。但在实际工况下确定蒸汽的干度很困难。如果能够改进蒸汽的流量计入口处的蒸汽品质，就能改进蒸汽的流量计的测量准确度。

2.压力变化大

在热网管道中有很多阀门和减压阀，它们都能改变管道压力。涡街蒸汽流量计不是质量流量计，它计量蒸汽质量取决于管道流速和蒸汽密度，而密度由压力决定，改变压力就是改变密度，在刚开启阀门时还改变管道流速，这几种情况都会产生计量误差。

在工业现场压力经常发生波动，压力波动会影响饱和蒸汽密度。当压力低于或高于标定值时，直接影响质量流量值偏高或偏低。

3.管道及流量计震动

仪表系数误差随管道震动加速度的增加而变大，整体抗震性能较差。在相同管道震动加速度条件下，无论震动频率如何变化，仪表系数误差随流量增大有减小趋势，小流量下受管道震动影响*大。同时，仪表系数随管道震动频率的增大而减小。管道及流量计加固不好，或流量计靠近电动机就会产生震动。震动会对涡街蒸汽流量计产生干扰，使流量计测量值偏高或造成流量误判。

4.流量计出口侧通向大气

涡街蒸汽流量计出口侧通向大气，会出现前后压差过大的现象，这会导致流速达到上限，因此不能正确反映流量变化。出现这种情况主要是由于零点漂移和引压管布置不合理造成的。

5.流量计前后直管段安装不符合要求

涡街蒸汽流量计的安装对其前后直管段有一定要求，如不符合要求，便会影响卡门涡街的正确形成，从而影响饱和蒸汽的测量值。如LUGB-2310型涡街流量计，在管道上游安装一个弯头时，应在涡街流量计的上游侧配置长度大于等于20D（D为流量计公称通径）的直管段，下游侧配置长度大于等于5D的直管段。

涡街蒸汽流量计的选型中，仪表口径的选择是非常关键的，它与流体的流速和压降等参数相关联，所以它直接影响涡街蒸汽流量计应用的好坏。下面介绍几条选择涡街口径的经验以供参考：

(1)涡街蒸汽流量计口径不能选择过大，被测的*大流量*好不能小于该流量计可测流量的35%。

(2)在选择涡街蒸汽流量计口径时，一定要保证测量的流量要高于涡街流量计的*小切除流量，特别是在涡街流量计参与连锁的场合，*低连锁值一定要保证高于这个*小切除流量的10%以上。

(3)要考虑合适的压力降，以避免出现气穴现象和两相流。