如何有效解決“大管徑小流量”的情況和縮徑式渦街流量計(jì)應(yīng)用方案

    在許多工礦企業(yè)的管道生產(chǎn)工藝中，存在著大量的管道內(nèi)流體實(shí)際流量或流速偏低的情況出現(xiàn)，這種情況的產(chǎn)生，一般來(lái)說(shuō)有以下幾點(diǎn)原因：一是降低流體流速，可以有效地減小流體流動(dòng)中的壓力損失，減小驅(qū)動(dòng)動(dòng)力，·節(jié)約能源；二是考慮未來(lái)發(fā)展需要，未來(lái)生產(chǎn)規(guī)模存在擴(kuò)大的可能，在設(shè)計(jì)之初便對(duì)未來(lái)的擴(kuò)容作了充分的余量空間，把工藝管道設(shè)計(jì)得大一些；三是有些管道工作壓力較高，雖然流量不小，但流速偏低。
 
    由于這些“大管徑小流量”或“大管徑低流速”的存在，給速度式流量計(jì)選用帶來(lái)難題。某企業(yè)，一條 DN300 的輸水管線(xiàn)，原來(lái)安裝過(guò)孔板流量計(jì)和工業(yè)水表，由于流量太小兩種儀表幾乎都沒(méi)有指示。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)核實(shí)用水設(shè)備，幾臺(tái)用水設(shè)備的大用水量之和，不足 80m3/h ，而小流量只有 18m3/h 。大流量時(shí)， DN300 流量計(jì)的下限流速還不足 0.1m/s 。為此，建議對(duì)現(xiàn)場(chǎng)工藝管道進(jìn)行縮管，把 DN300 管道縮徑成 DN100 ，選用 DN100 的渦街流量計(jì)。安裝后，既滿(mǎn)足了用水的上限，又滿(mǎn)足了用水的下限。又如某生產(chǎn)高壓瓷瓶的加熱爐，升溫階段需用天然氣量為 1200Nm3/h(101.325kPa, 20 ℃）保溫階段需用天然氣 150Nm3/h ，計(jì)量總管的管徑為 DN80 ，工作壓力為 0.3MPa ，溫度為 25 ℃。原選用孔板流量計(jì)，因流量范圍不能滿(mǎn)足要求，改選用渦街流量計(jì)。選表時(shí)，用氣態(tài)方程把標(biāo)態(tài)流量換算成工況流量，換算后的工況流量范圍為 38.5 － 308m3/h ，在這一流量范圍內(nèi)如按原工藝管道選擇 N80 的渦街流量計(jì)，上限沒(méi)問(wèn)題，但下限就不能滿(mǎn)足要求。而如選用 DN50 的渦街流量計(jì)，則上、下限流量都可滿(mǎn)足要求。實(shí)踐中，經(jīng)縮管改用 DN50 ，效果很好。
 
    盡管渦街流量計(jì)有量程范圍寬的特點(diǎn)，但它的下限流速不能太低。一般情況下，測(cè)量液體時(shí)下限流速為 0.3 一 0.5m/s ；而測(cè)量氣體時(shí)下限流速為 3 一 5m/s 。很多現(xiàn)場(chǎng)，工藝管道內(nèi)低流速遠(yuǎn)比上述數(shù)值低。為滿(mǎn)足測(cè)量要求，就需要對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的工藝管道進(jìn)行縮管。
 
    現(xiàn)場(chǎng)的同類(lèi)問(wèn)題大量存在，縮管可以有效地解決實(shí)際的流量測(cè)量問(wèn)題。但是縮管也給客戶(hù)增加了麻煩，有的客戶(hù)沒(méi)有現(xiàn)成的管道，為購(gòu)買(mǎi)一段合適的管道需花費(fèi)不少的精力，并增加安裝工作量和成本。若制造廠(chǎng)根據(jù)客戶(hù)提供的流量參數(shù)，直接向客戶(hù)提供縮徑式渦街流量計(jì)。對(duì)客戶(hù)來(lái)說(shuō)，既能測(cè)量更小的流量，又簡(jiǎn)化了安裝，節(jié)約了安裝費(fèi)用。同時(shí)，對(duì)制造廠(chǎng)來(lái)說(shuō)，向客戶(hù)提供了合適的儀表，減少了現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)，用戶(hù)滿(mǎn)意，提高了企業(yè)信譽(yù)。所以，這是一種佳方案，雙贏的選擇。
 
    采用縮徑方式，向客戶(hù)提供成套渦街流量計(jì)的作法，在國(guó)內(nèi)起源于 20 世紀(jì) 90 年代初。根據(jù)客戶(hù)提供的現(xiàn)場(chǎng)參數(shù)，按一定的收縮比，做成帶收縮段和擴(kuò)張段的渦街流量計(jì)組件，連同收縮段和擴(kuò)張段一起進(jìn)行出廠(chǎng)標(biāo)定，并向用戶(hù)提供渦街流量計(jì)組件的儀表系數(shù)?，F(xiàn)在把組件直接做成一體式的儀表是一種進(jìn)步。
 
    一臺(tái) DN40 的渦街流量計(jì)，在 DN40 實(shí)驗(yàn)管道標(biāo)定時(shí)，在滿(mǎn)足精確度 1 ％時(shí)，量程比為 8 ： 1 。而采用儀表前加 DN50-DN40 收縮段后，裝在 DN50 試驗(yàn)管道上測(cè)試，由于收縮段的整流作用，．在滿(mǎn)足 1% 精確度時(shí)，量程比達(dá)到 15:1.
 
    采用DN80- DN50 收縮段和 DN80- DN40 收縮段，分別在 DN80 試驗(yàn)管道上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。在渦街流量計(jì)上游阻流件形式為同平面內(nèi)兩個(gè) 900 彎頭，直管段長(zhǎng)度為 3D; 下游直管段為 2D 條件下，儀表系數(shù) K 的偏移僅 0.7% 。而同樣直徑的渦街流量計(jì)如果不裝收縮段，在同平面兩個(gè)彎頭條件下，上游直管段長(zhǎng)度為 8D 時(shí)，儀表系數(shù)偏移為 2.0% 。
 
    縮徑型渦街流量計(jì)的測(cè)量管由收縮段、測(cè)量段和擴(kuò)張段三腸分組成，采用直線(xiàn)收縮段，效果雖然不如維氏曲線(xiàn)收縮段效果好，但加工簡(jiǎn)單，成本低。所以，目前采用直縮段比較多。

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