减小插入式涡街流量计的测量误差

　　涡街流量计是依据流体力学振荡现象中,振动频率与介质流速的对应关系的原理工作的。它适用于多种流体(液体、气体、蒸汽等),具有结构简单,安装使用方便,测量范围宽,压力损失低,价格适中等特点。因此,近年来得到了广泛的应用。但是,涡街流量计尚属发展中的计量检测设备,实际应用中有些问题要加以注意。下面以薛城振兴焦化有限公司外供煤气计量中,WCL—G103C插入式涡街流量计为例,介绍使用中影响测量的因素及减小测量误差的方法。

　　一、涡街流量计的工作原理

　　在流体中插入柱状物体时,在柱状体的两侧将交替产生有规则的旋涡列,称卡门“涡街现象”。设施涡发生频率为f,被测介质的平均流速为v,旋涡发生体迎流面宽度为d,管道直径为D,则频率与流速的关系为:

　　式中,Sr为斯特略哈尔常数,在Re=2×~7×范围内是无量纲常数。根据流体连续性方程:

　　由式(1)、式(2)得:

　　式中qv为体积流量,m3/s;qm为质量流量,kg/s;f为输出频率,;k为仪表常数;ρ为流体的密度,kg/m3。由式(3)看出,k决定了流量与频率之间的关系。对于具体口径的仪表D、d均为常数,k只与Sr有关即k∝Sr。

　　由此可见,涡街流量计的输出信号,只与旋涡发生体的结构尺寸有关而与介质成分、物性无关。只要测出介质频率就可确定流量大小。

　　二、影响涡街流量计测量准确度的因素

　　1.流速和粘度的影响

　　根据流体力学,判断管道中流速分布的准则是雷诺数,其表达式为:

　　Re=Dv/γ(4)

　　式中:γ为流体的运动粘度。由式(4)知:流速和粘度的影响直接反应在雷诺数上。当Re≥2×时流体为紊流状态,产生的涡街是稳定的,此时k为常数,流量qv与频率f成正比。即仪表工作正常。在工业生产过程中,大多数流体介质的雷诺数能满足涡街流量计的工作要求(Re≥2×),但有些情况下流速偏低或粘度较大,导致Re<2×时,不能保证计量准确度。因此,应避免在Re<2×情况下使用。仪表生产厂都规定了下限流速,这为应用选型提供了方便。但有时由于生产工况变化,使原正常使用的仪表不能正常工作。特别是由于负荷降低,使流体速度低于仪表的下限流速时,应采用缩小管径的办法来解决。在流过管道流量不变的条件下,管道直径缩小为原来的1/n,而流速会提高倍。Re会增加为n倍。从而保证仪表运行在下限流速之上。

　　山东海化集团薛城振兴焦化有限公司,在外供煤气管道上安装了插入式涡街流量计,原来外供煤气每天80000m3仪表运行很好。后来由于一些工业用户停用供气量每天为50000m3,根据工况计算流速低于5m/s(仪表下限流速为5m/s),仪表工作不正常,缩管后流速达8m/s,仪表工作正常。