减压阀振荡对涡街流量计的影响

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1、减压阀振荡对涡街流量计的影响涡街流量计现在已经得到广泛应用，尤其是在蒸汽和中低压气体的污水流量计测量方面，占有重要地位。这是因为它具有精确度较高、范围度较宽、线性分度、无零点漂移，而且结构简单、牢固、安装维护方便等特点。与此同时，它也存在耐振性较差、脉动流影响严重、抗干扰能力弱等局限性[1]，这就吸引着人们对它进行研究，取其所长，避其所短。   涡街流量计与调节阀（减压阀）安装设计在同一根管道上，两者经常容易碰到。如图1所示，来自锅炉房或热力公司的外来蒸汽，在测量流量后经稳压阀（或减压阀），进入分配器，供各用汽设备使用。在流量调

2、节系统中，流量计与调节阀直接连接，如图2所示。   从仪表的实际运行情况来看，调节阀（或减压阀）在运行中出现振荡的情况也时有发生。有的是在流速仪某些时段出现振荡；有的是在某一些开度出现振荡，而产生振荡的原因更是复杂多样。   按照引起振荡的原因分类，大致有以下几种原因[2-3]：   ①阀芯存在不平衡力，而阀门又在小开度条件下工作，从而引起振荡，有时甚至发出啸叫；   ②调节系统参数整定不当，引起系统等幅振荡，调节阀也振荡不停；   ③调节阀的阀芯存在干摩擦，从而导致系统振荡；   ④由于觉察不到的原因而引起的难以觉察的振荡。 

3、  振荡的幅值和振荡频率也有很大差异，但总的来说，振荡都会引起流动脉动，进而改变涡街流量计的输出。本文由减压阀网:www.1788xx.com上传分享，转载需注明出处。   1阀门振荡对涡街流量计的影响   涡街流量计是最容易受流动脉动伤害的流量计之一。流动脉动从发生源经流体向下游或上游传递到涡街流量计，并作用在其传感器上，明渠流量计导致传感器输出脉冲数量额外增加，更严重的是涡街流量计还会出现一种“锁定”现象[4]。   1.1脉动频率的影响   在分析流动脉动对涡街流量计影响时，脉动频率是重要参数，起决定性作用的是脉动频率fP

4、与旋涡剥离频率fv的比值。当此比值较小时，具有近似的稳定流特性，旋涡剥离频率随流速变化，斯特罗哈尔数或校准常数不变。当脉动频率与旋涡剥离频率的比值较大时，就出现一种强烈的趋势，即旋涡剥离周期被“锁定”，即与脉动周期相同（fv=fP）或是脉动周期的一半在锁定条件下，流量计输出停顿，流量指示误差可高达±80%。当脉动频率大大高于旋涡剥离频率时，无明显的锁定现象，但斯特罗哈尔数发生变化，造成稳定流校准数据明显偏离，达到10-1的数量级。   流速脉动幅值U′rms/U的试验数据表明，此幅值不能超过20%。其中，U′rms为流速脉动均方

5、根值；U为轴向流速。脉动频率的限定是指在最低流速时，脉动频率应小于旋涡剥离频率的25%[2]。   1.2涡街流量计测量脉动流流量   采取合适的阻尼方法将脉动衰减到足够小的幅值（通常为3%）是涡街流量计测量脉动流流量时常用且有效的方法。但当脉动幅值仍高于3%时，可对测量不确定度进行估算，然后对误差进行校正。   脉动引起的锁定现象应设法避免。可行的方法有两个：一是制造发生体较窄的涡街流量计，提高仪表的输出频率，从而使旋涡剥离频率同脉动频率错开得远一些；二是采用插入式涡街流量计测量大管径流量。在相同流速的条件下，小口径流量计输出

6、频率比大口径高若干倍。因此，采用插入式涡街流量计也能将旋涡剥离频率同脉动频率有效错开。   1.3测量不确定度的估算   如果fv/fP<0.25，且U′rms/U<0.2，测量不确定度约为1%；如果fv比fP高得多，但无明显的锁定现象，流速脉动幅值在0.1～0.2之间，则误差可能为流量示值的10-1的数量级。   2应用实例   为了增加读者对调节阀（减压阀）振荡对涡街流量计影响的感性认识，下面列举两个来自使用现场的实例。   2.1调节系统振荡引入的脉动及其克服方法   本文由减压阀网:www.1788xx.com上传分享，

7、转载需注明出处。上海米其林轮胎公司新建两台35t/h锅炉供3.9MPa饱和蒸汽。蒸汽流量使用涡街流量计测量，仪表配置如图3所示[5-6]。锅炉投入运行后，各路蒸汽分表的示值之和与总表经平衡计算的差值≤1%R，发汽量与进水量平衡测试结果也令人满意。运行三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会突然跳高，从而使分表之和比总表示值高约20%。   在现场了解情况时，仪表人员观察到了流量计示值突然跳高的现象。从记录纸上可清楚看出，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

8、；但在异常情况发生后，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，管内压力有周期性的小幅度摆动。仪表人员又到除氧器处观察，其蒸汽系统如图4所示。   3.9MPa蒸汽经压力调节器直接