淺析渦街流量計測量蒸汽流量的優越性

今天我們將對用渦街流量計測量水蒸汽進行探討，以求獲得一種經濟適用的測量方法。在化工生產過程中，經常需要對水蒸汽的流量進行測量。而影響蒸汽流量測量的因素較多。水經過加熱蒸發變成飽和蒸汽，飽和蒸汽的溫度與壓力之間存在著對應關系。將飽和蒸汽再加熱就成了過熱蒸汽，這時溫度和壓力不再呈一一對應關系。由于它的溫度高，能滿足生產需要，且在傳輸中不易發生相變，因此我們在生產中測量的多是過熱蒸汽。

測量過熱蒸汽常用質量流量表示，單位為kg/h或t/h。蒸汽的質量流量與蒸汽的密度相關，而密度又受蒸汽的壓力及溫度影響。蒸汽的測量必須跟蹤壓力及溫度的變化，否則帶來很大的測量誤差。為了準確地測量蒸汽流量，必須同時測量蒸汽的溫度和壓力，再換算出蒸汽的密度，從而得到蒸汽的流量。這便是我們所說的溫壓補償，溫壓補償是測量蒸汽質量流量不可缺少的環節。

1 流量儀表的選擇

測量蒸汽流量的儀表有多種，我們必須對其經濟性和適用性進行權衡，既要兼顧準確性，又要考慮使用成本和維護成本。測量蒸汽流量的儀表主要有標準孔板、均速管、彎管、浮子式流量計、熱式質量流量計等。

zui早人們普遍采用標準孔板來測量蒸汽流量，同時安裝測溫點和測壓點來進行溫壓補償，但其測量過程所需儀表過多，人們嫌麻煩，常常缺少了溫度或壓力補償這個環節，造成很大的測量誤差。且用孔板來測量蒸汽，壓力損失較大，運行費用高；導壓管、三組閥及連接頭容易泄漏；且在冬季需對導壓管進行保溫，維護成本高。后來人們采用熱式質量流量計測量蒸汽流量，測量精度高，維護成本低，但用熱式質量流量計測量蒸汽流量，投入費用高，且不能在溫度高的情況下工作，使用受到限制。

而渦街流量計結構簡單，直接安裝于管道上，壓力損失小，克服了壓力傳輸中的泄露問題，也不需要采取保溫措施；安裝使用方便，測量準確度高，使用成本低，維護工作量小，具有其它流量測量儀表不可比擬的許多優點，得到了廣泛的應用。

2 渦街流量計測量原理及其特點

渦街流量計是根據卡門渦街原理來進行測量的，液體流過渦街流量計的漩渦發生體時，產生上下交的兩列旋渦，漩渦的頻率與流體的流速有關，通過測量漩渦的頻率f就可計算出流體的流速v，流量q=vA，，式中A為流過漩渦發生體的橫截面積。渦街流量計由于有其它流量測量儀表不可相比的優點，得到了廣泛的應用。有取代差壓式流量計的趨勢。

其特點如下：

（1）結構簡單可靠；

（2）無須維護，使用成本低；

（3）克服了管路泄漏現象；

（4）應用范圍廣；

（5）壓力損失小；

3 用渦街流量計測量蒸汽流量注意事項

（1）密度補償問題：

雖然渦街流量計測得的體積流量不受溫度壓力的影響，但實際應有中蒸汽的流量是用質量來計量的，因此必須通過溫度壓力補償得到蒸汽的密度。有些公司生產的渦街流量儀表，例如LUGB智能型渦街流量計，可顯示溫度和壓力測量值，智能儀表已將溫度壓力對應的密度表置入內存中，通過智能儀表CPU查詢，查得密度，換算后求出質量流量。智能型渦街流量計的使用，比差壓式流量計簡單可靠，投入費用和維護費用低，優越性很明顯，是大家都樂于采用的方法。

如果所采用的渦街流量計沒有溫壓補償功能，有兩種處理辦法，其一是在渦街流量儀表參數設置項設置好蒸汽的密度，由渦街流量表得出質量流量，如E+H的渦街流量計，在參數設置項中設置蒸汽的密度，流量儀表得到質量流量；缺點是密度并非實測值，造成測量誤差。如果工況穩定，又熟知其工況下的密度，對測量的要求又不高，這不失為一種簡便可行的方法。還有一種辦法是將渦街流量計測出的體積流量，和在同一管道上測得的溫度、壓力輸入到DCS（集散控制系統）系統，由計算機進行處理，得出質量流量。工藝操作人員在操作站上看到的是蒸汽的質量流量。如果選購新的儀表盡量采用具有自動溫壓補償功能的渦街流量計，如果利用現有渦街流量計測蒸汽的質量流量，上述兩種方法未嘗不可。

（2）渦街流量計也有直管段的要求，一般為前10D，后5D，D為管道直徑。

（3）渦街流量計盡量安裝在遠離振動源和強電磁干擾的地方，如無法避免振動，必須采用減震裝置，減少管道振動對渦街流量計的影響。

（4）蒸汽計量儀表不能安裝在整套管路zui低處，防止冷凝液的積存，造成測量誤差。

（5）蒸汽干度的問題。測量蒸汽流量常認為蒸汽為完全干燥。但是，蒸汽并非完全干燥，總帶有一定水分，如果不考慮蒸汽干度的影響，測出的流量會有誤差。渦街流量計應該具有設置蒸汽干度的功能。但在實際工況確定蒸汽的干度也很困難。可以采用的辦法就是提高蒸汽流量計入口處的蒸汽品質，采取保溫措施，保證蒸汽的過熱度，則能改進渦街流量計的測量精度。

（6）zui好是采用分離式的渦街流量計，顯示部分安裝在離蒸汽管道較遠的保護箱中，既保護了儀表，又便于操作。如我公司使用的E+H公司生產的渦街流量計測量蒸汽流量，便是采用了分離式的結構。

（7）渦街流量計的維護。由于渦街流量計長期被高溫、高壓的水蒸汽沖擊，很容易造成旋渦發生體磨損，電子器件老化等，因此需要經常維護和定期檢修。

4 渦街流量計不足之處　　　

同時渦街流量計也存在以下一定的局限性，需要我們在使用中注意。

（1）渦街流量計測量蒸汽流量不適用于大口徑管道，建議采用均速管等流量測量儀表。

（2）渦街流量計對振動較為敏感，在振動較大的管道安裝渦街流量計時，管道要有一定的減震措施，如果不能有效地克服振動，就只能選用其它型號的流量測量儀表，如孔板，彎管流量計等。

（3）管道中蒸汽的流速一般都比較大。在正常條件下，蒸汽在管道中的流速在40～70m/s之間。有時蒸汽的流速高達100m/s以上也不鮮見。高速的蒸汽對于渦街流量計的漩渦發生體產生沖擊，造成磨損。使測量結果產生較大的誤差。這是渦街流量計的局限性，這與其測量原理有關，如果蒸汽的沖擊力很大，需要采用其它類型的流量測量儀表。

其實用于測量蒸汽流量的儀表也各有特點，因此，選用合適的儀表，用適當的方法進行水蒸汽流量的測量是一項重要內容。以上的詳細了解是為了便于我們在面對眾多的流量計時如何根據產品本身的特點和性質選擇zui適合的。

擴展閱讀：銘宇自控流量計