貿(mào)易結(jié)算中蒸汽渦街流量計(jì)應(yīng)用

蒸汽渦街流量計(jì)是上海自動化儀表有限公司核心產(chǎn)品現(xiàn)廣泛運(yùn)用于熱電廠蒸汽貿(mào)易結(jié)算上，特別是針對供氣管道直徑不超過 DN300mm 的中小型用戶。蒸汽渦街流量計(jì)是一個計(jì)量系統(tǒng)，在實(shí)際使用中，還要考慮到環(huán)境等各方面因素的綜合影響。這個計(jì)量系統(tǒng)需要使用者正確的使用，需要買賣雙方共同的維護(hù)。因此了解必要的流量計(jì)知識，正確的使用流量計(jì)，是蒸汽渦街流量計(jì)計(jì)量公平的基礎(chǔ)。下面我們分別從理論和實(shí)際來為大家介紹一些蒸汽渦街流量計(jì)運(yùn)用的知識。
渦街流量計(jì)的工作原理：
　　渦街流量計(jì)利用卡門渦街原理。在流體中安放旋渦發(fā)生體，流體在旋渦發(fā)生體下游兩側(cè)交替地分離釋放出兩列有規(guī)律的交錯排列的旋渦，在一定雷諾數(shù)范圍內(nèi)，該渦街的頻率與旋渦發(fā)生體的幾何尺寸，管道的幾何尺寸有關(guān)，旋渦的頻率正比于流量，此頻率可由探頭檢出。


式中： b—阻流件的寬度，m
ū—流經(jīng)流量計(jì)的流體平均流速，m/s
f—旋渦的頻率，Hz
Sr—斯特羅哈爾常數(shù)（Strouhal number）。
　　渦街流量計(jì)是測量流體速度的速度式流量計(jì)，其直接測量的是流體的流動速度。與節(jié)流式差壓流量計(jì)相比，渦街流量計(jì)的優(yōu)點(diǎn)有：
一、 結(jié)構(gòu)簡單、牢固、安裝維護(hù)方便。無需導(dǎo)壓管和三閥組等，減少泄漏、堵塞和凍結(jié)等。

二、精確度較高，最大允許誤差一般為±（1～1.5）％
三、測量范圍寬，合理確定口徑，量程比可達(dá) 20:1。
四、壓損小，約為節(jié)流式差壓流量計(jì)的 1/4～1/2。
五、輸出與流量成正比的脈沖信號，無零點(diǎn)漂移。
六、在一定雷諾數(shù)范圍內(nèi)，輸出頻率不受流體物性（密度、粘度）和組成的影響，即儀表系數(shù)僅與旋渦發(fā)生體及管道的形狀、尺寸有關(guān)。 www.shhdahua4.cn大華儀表廠上海自動化儀表股份有限公司
渦街流量計(jì)也存在一定的局限性：
一、對管道機(jī)械振動較敏感，不宜用于強(qiáng)振動場所。
二、口徑越大，分辨率越低，一般滿管式流量計(jì)用于 DN400 以下。
三、流體溫度太高時，傳感器還有困難，一般流體溫度≤420℃。
四、當(dāng)流體有壓力脈動或流量脈動時，示值大幅度偏高，影響較大，因此不適用于脈動
針對渦街流量計(jì)以上的特點(diǎn)。我們在使用中如何才能準(zhǔn)確合理的使用蒸汽渦街流量計(jì)來保證貿(mào)易結(jié)算的公平呢。許多供需雙方在多年的使用過程中積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)，當(dāng)然也遇到了許多問題和難點(diǎn)。下面我們就來討論實(shí)際運(yùn)用中遇到的問題。
案例一
　　某用氣單位蒸汽渦街流量計(jì)口徑 DN150mm，周期檢定合格，流量計(jì)安裝前后直管段區(qū)間內(nèi)一切安裝符合安裝要求。自從施行了一個節(jié)能減排項(xiàng)目，在下游安裝了一個 20m3的儲氣罐后（流量計(jì)所在要求直管段內(nèi)無變化），每月蒸氣用量大為下降。

　　上圖這個系統(tǒng)中，閥門控制器根據(jù)罐內(nèi)壓力來自動控制閥門一，閥門二的開閉。這兩個閥門為電磁閥，開閉的執(zhí)行時間非常短暫。當(dāng)儲氣罐為空，即壓力接近常壓時，閥門一打開，蒸汽由入口放入進(jìn)入充氣階段，流量計(jì)開始計(jì)量，儲氣罐內(nèi)壓力上升到某點(diǎn)后，儲氣罐充滿，閥門一關(guān)閉，蒸汽流量計(jì)停止計(jì)量，閥門二打開，蒸汽由閥門二出口處排出到生產(chǎn)部門，儲氣罐排空后作如上循環(huán)工作。
　　那么這個企業(yè)真的節(jié)約了蒸汽用量么。答案是熱電廠通過總管和各分支流量統(tǒng)計(jì)，發(fā)現(xiàn)該廠的實(shí)際用量相對以前并未減少，減少的只是抄表讀數(shù)。那么問題在哪里呢？
　　通過現(xiàn)場觀察發(fā)現(xiàn)，閥門一打開充氣的那一段時間，罐內(nèi)的壓力接近常壓，于是蒸汽在入口處和管道內(nèi)的壓差很大，造成了在這段時間內(nèi)，通過流量計(jì)的蒸汽流速非常大，于是就產(chǎn)生了一個問題，該流量計(jì)在這個流速下能正常計(jì)量嗎？這里就涉及到了渦街流量計(jì)的一個選型依據(jù)，那就是一般渦街流量計(jì)的正常測量流速不超過 80m/s。如果超過了，流量計(jì)不能正常計(jì)量。該廠家的這套裝置中，充氣階段大部分時間內(nèi)，管道內(nèi)蒸汽流速是大大高于 80m/s 的，流量計(jì)發(fā)生了嚴(yán)重的頻率信號丟失，流量計(jì)的誤差變成了很大的負(fù)誤差。他們反向利用這個依據(jù)來獲取非法利益。他們所謂的理由是，我們的流量計(jì)檢定合格，前后直管段的安裝符合要求。后來經(jīng)專家論證確實(shí)出現(xiàn)了上述情況，對此專家提出了建議，為了保證流量計(jì)的工作在正常蒸汽流速范圍內(nèi)，可以采取兩種措施：一、直接拆除下游儲氣罐。二、在上游安裝音速噴嘴，限制蒸汽流速在 80m/s 內(nèi)。最后在供需雙方協(xié)商后拆除了流量計(jì)下游儲氣罐這套裝置，蒸汽計(jì)量回歸正常。
從這個案例我們得到以下幾點(diǎn)關(guān)于流量計(jì)使用的總結(jié)。
一、使用蒸汽流量計(jì)要嚴(yán)格按照流量范圍選型：
選型原則：1.可測（或線性流量）最小流量為受 ReD＝20000（或 40000）制約的流量
2. 可測最大流量：受 v＝80 m/s 最高流速的制約。
　　事實(shí)上每臺合格的流量計(jì)出廠時必須標(biāo)明測量范圍。我們在使用前，一定要對這個參數(shù)進(jìn)行判斷，看是否完全包括了實(shí)際使用的流速范圍。而且不能單純的以蒸汽管道口徑來確定流量范圍，一定要符合上述選型原則。
二、不能把檢定合格和計(jì)量準(zhǔn)確看成是一個概念，檢定合格是流量計(jì)本身的計(jì)量性能達(dá)到了使用要求，但是這個計(jì)量性能的發(fā)揮還必須要有合格的使用環(huán)境，這些環(huán)境因素包括噪音、電磁干擾、震動、另外蒸汽的品質(zhì)、管道內(nèi)雜物、甚至風(fēng)雨雷電等等，這些因素都會影響到量計(jì)的正常工作。另外還需要符合要求的安裝和合理的參數(shù)設(shè)置。像本案例中的情況就是用戶在保證了流量計(jì)檢定合格和正常安裝的條件下，通過在下游的裝置使蒸汽流速大于流量計(jì)測量流速范圍上限（80m/s），可見管道其他部分的動作也會影響到流量計(jì)的計(jì)量準(zhǔn)確。這就需要對可能產(chǎn)生的影響流量計(jì)計(jì)量準(zhǔn)確的因素進(jìn)行控制，如在合同上寫明，根據(jù)流量計(jì)的正常使用原則，禁止出現(xiàn)其他可能對流量計(jì)計(jì)量性能有害的設(shè)備或者工作模式。
案例二
　　某用戶由于是個體小規(guī)模企業(yè)購買的是過熱蒸汽，計(jì)量器具為蒸汽渦街流量計(jì)，由于對流量計(jì)檢定工作不重視，流量計(jì)沒有進(jìn)過檢定，后來發(fā)現(xiàn)自己能耗比上升，蒸汽用量變大，于是拆下渦街流量傳感器送檢，檢定結(jié)果合格，檢定中心提出建議，還需要檢定配套壓力變送器，流量積算儀，熱電阻。這幾樣送檢后，檢定結(jié)果為：壓力變送器合格，熱電阻合格，但流量積算儀示值誤差較大，不合格，計(jì)量數(shù)據(jù)偏高，和用戶反映差不多。檢定人員對流量積算儀輸入系統(tǒng)保護(hù)密碼后，進(jìn)一步檢查各項(xiàng)參數(shù)，發(fā)現(xiàn)設(shè)定大氣壓力為 0.150Mpa,高于實(shí)際的 0.101 Mpa，該流量積算儀采集的壓力變送器信號為表壓，而實(shí)際參與計(jì)算蒸汽密度的為絕對壓力，即表壓與設(shè)定大氣壓力的和。
絕對壓力=表壓+大氣壓力
　　由此我們可以看出參與計(jì)算的絕壓比實(shí)際的絕對壓力高了，同樣溫度下的，過熱蒸汽的密度也變大了，最后質(zhì)量流量變大。檢定人員將流量積算儀中大氣壓力設(shè)回正常值后，該流量積算儀誤差回歸正常。經(jīng)詢問，原來此用戶是一個大型用氣戶下的二級用戶，對儀表使用缺少必要的了解。供需雙方并未簽訂合同，也沒持有注明了儀表參數(shù)設(shè)置的文件。由于認(rèn)識不足，對儀表也無保護(hù)措施，結(jié)果發(fā)生了上述事件，造成了不必要的損失。
通過這個案例，我們作出了下面幾點(diǎn)總結(jié)。
一、過熱蒸汽密度是隨蒸汽溫度，壓力變化而變化的，因此蒸汽流量計(jì)中的溫度，壓力傳感器計(jì)量性能以及計(jì)算裝置中的參量計(jì)算須要檢定合格達(dá)到要求才能使用，壓力溫度信號的采取必須是實(shí)時原始的，不允許在計(jì)算中人為添加或減少數(shù)值。也不能用設(shè)定固定密度的辦法來取代溫度、壓力傳感裝置。
二、蒸汽貿(mào)易特別是固定長期的貿(mào)易，必須要有正規(guī)的買賣合同，合同上須要注明一般參數(shù)設(shè)置和特殊參數(shù)設(shè)置（如針對該用戶的最小流量切除等參數(shù)），買賣雙方都要清楚了解這些參數(shù)的意義和可能產(chǎn)生的影響。使用過程中，儀表必須要有必要的保護(hù)功能，買賣雙方任何一方不允許單方面的修改儀表中按合同設(shè)定的參數(shù)。
三、用于貿(mào)易結(jié)算的蒸汽流量計(jì)是屬于國家強(qiáng)制檢定計(jì)量器具，必須按周期檢定。這樣既遵守了國家法律法規(guī)，又保證了蒸汽計(jì)量的公平性。送檢是送檢整個蒸汽計(jì)量系統(tǒng)，包含壓力變送器，流量積算儀，熱電阻等裝置，缺一不可。
四、了解必要的蒸汽流量計(jì)知識，購置檢定合格的合法計(jì)量器具，這樣的儀表在參數(shù)改變后可以保留痕跡，有事發(fā)生時有證可查，平時做好監(jiān)控工作，才能及時發(fā)現(xiàn)問題。
　　比起我們購買多少噸鋼材或者多少噸水，蒸汽貿(mào)易更加抽象和復(fù)雜。蒸汽沒有一個具體的形態(tài)，我們必須依賴蒸汽渦街流量計(jì)給予我們直觀的數(shù)據(jù)，因此，要擁有一臺值得信賴的蒸汽渦街流量計(jì)，離不開你的認(rèn)真學(xué)習(xí)，正確使用，和小心維護(hù)。