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渦街流量計是否可以替代孔板流量計

2018-05-31

 最近經常接到好多客戶電話問我們渦街流量計是否可以替代孔板流量計?現今天我們就這兩種產品是否可以替代給大家說明一下。

一、關于渦街流量計產品

    渦街流量計的產品基本結構由渦街發生體、檢測元件、信號處理放大電路組成,目前對于渦街發生體的研究已達到相當完善的程度,以三角型發生體為型體,檢測元件有熱敏電阻、應變片、壓電晶體、差動電容、超聲波等。信號處理部分有許多已微機化。渦街流量計具有安裝方便(可直接在管道上安裝)、體積小、互換性強、長期運行精度高,可適用于大多數液體、氣體和蒸氣測量。目前世界市場的渦街流量計的銷售額每年遞增30%左右。

二、關于孔板流量計產品

    孔板流量計是將標準孔板與多參數差壓變送器(或差壓變送器、溫度變送器及壓力變送器)配套組成的高量程比差壓流量裝置,可測量氣體、蒸汽、液體及天然氣的流量,孔板節流裝置由于結構簡單,造價低、可靠等優點,它幾乎適用于所有介質測量,而與之配套的差壓變送器發展迅速,使其本身具有的不足得以彌補。廣泛應用于石油、化工、冶金、電力、供熱、供水等領域的過程控制和測量。目前,孔板流量計的技術發展水平仍以確定的經驗公式為基礎,1980年國際標準化組織將R541與R781兩個標準合并成標準ISO5167(1980)。

三、兩種產品綜合性能評價

   渦街流量計(簡稱渦街)只有3個靜密封點,不易泄漏 ,沒有流動的死區,不需伴熱保溫,不受流體重度、溫度、壓力、和粘度等影響,流量系數長期不變。

   孔板流量計(簡稱孔板)由節流件取壓裝置和差壓變送器組成,導壓管對于易凍的場所需要有伴熱措施,一個流量測量回路靜密封點為20個左右,使用中存在如下問題:

易凍、易堵、易漏、伴熱容易造成差壓變送器器件老化、某些場合導壓管需加隔離液,由于伴熱或工藝操作不穩,正、負導壓管隔離液液線常常不等,產生液柱差,使流量指示不準。

以上都會使流量系數發生變化,測量精度降低,管縮短導壓管把差壓變送器直接安裝在管道上,但仍有流動的死區。

但渦街在有振動場合使用時,會使流量測量不準。目前,市場上已推出抗振型的渦街,來克服振動對流量測量不準的影響。

(1)初步投資

    一臺進口渦街大約2萬元人民幣(DN15-DN50),而一臺節流裝置包括差壓變送器、孔板及法蘭、導壓管、閥門、保溫箱或保護箱也需1.5萬元人民幣,從長遠觀點看、采用渦街仍然是合算的。

(2)安裝費用

   渦街安裝簡單,只需保證流量計前后有一定的直管段即可,孔板直線段、同心度、導壓管、變送器、保溫箱都有一定的安裝要求、安裝費用是渦街的數倍。

(3)維護費用

   渦街除在計量上要求周期性標定外,一般不會出現故障,而孔板則不然,消漏,定期排污,灌隔離液,更換導壓管、閥門、保溫、清洗孔 板等,有一定的維護量。如200套流量孔板測量回路(需保溫伴熱),每二年,保溫伴熱系統改造就得投入一定的維修費,這還不包括差壓變送器

的更新,孔板更新費用。算下來足可以買一定數量的進口渦街.
 (4)運行成本
1、蒸氣消耗費用
    如200套流量孔板測量回路(需保溫伴熱),每 個伴熱點耗汽0.02t/h,如果每年平均按4300小時計算,蒸汽費用為40元/噸,則每年需消耗汽費用大約為68.8萬元,每個回路每年耗費用為0.344萬元。

2、能耗費用 

  渦街的壓力損失比孔板小,約是孔板的1/15。因此,長期的運行對泵及風機能耗費少。孔板是渦街的15倍,當用于氣體或蒸汽流量測量時,由于密度小,同一管徑體積流量大,壓力損失更是嚴重,耗能費更高。

3、泄漏排污費

    排污費視排污次數,一般為每年約20次左右,排出的污物及物料污染大氣環境,污水超標,環保部門也要對其罰款。

(5)長期運行精度

  孔 板的設計系統精度1.5%-2.5%,由于差壓與流量是菲線性關系,當流量低于30%時,誤差增大,氣體太為嚴重,另一方面,由于使用介質的長期磨損,銳角變鈍,使流量系數發生變化,也是影響精度的一個重要原因。由于渦街的特殊結構,當精度經實際確定后(約為0.5%-1%測量值),精度幾乎是不變的。

(6)可互換性

同一臺渦街可測量氣體、液體及蒸汽的流量,電子線路板及敏感元件對不同口徑的流量計來說都有是通用的,信號輸出通常有三種形式:脈沖、模擬及數字信號。可以通過電路板的開關來切換,用戶可隨時根據自己的需要切換到另一種輸出信號。更改量程也很容易,對模擬輸出來說,

只需改變輸入的脈沖頻率行了。孔板則不然,孔徑是為特定的介質而設計的,互換性差,改變量程也比較困難,需重新計算孔板。

(7)量程比

由于渦街的輸出頻率與流量成線性關系,則流量的量程比可達20:1-80:1,例如:有些渦街流量計測量氣體及蒸氣的量程比為80:1,測量液體的量程比為40:1,能適應工藝流量測量量程較大的要求,精度仍能保證。差壓流量計的差壓與流量成非線性關系,在小流量時測量不準,量程比只有3:1-5:1。如果擴大量程比,必須設法提高差壓變送器的精度。

(8)可靠性

現在有種更為可靠的渦街出現,它在一個表體上安裝了兩套電子線路、兩套敏感元件,且相互獨立,可用于重要的流量測量場合,差壓式流量計難以做到這點。

(9)節能效果

如蒸氣用量為120t/h,壓力為3.9Mpa,溫度為445oC,如果用孔 板測量蒸氣,造成壓力損失為0.03-0.05Mpa,如按0.03Mpa算,這塊孔 板所豪耗電能為82kW,按一年300天計,每年耗電59萬kW/h折算標準煤為68.5t,如果采用渦街能耗僅為孔 板的1/15-1/20,若以1/20計,則每年僅耗煤3.34噸,僅占孔 板能耗的3.33%。

(10)一次元件的流量特性對控制系統產生的影響

由于渦街的輸出頻率與流量成線性關系,當它與調節閥,調節器級成一個控制系統時,相當于一個時滯和時間常數都小到可忽略的一個滯后環節,可視為比例環節,廣義對象的特性完全取決于回路中其他環節,對控制系統幾無影響,孔板則不然,由于它的輸出與流量成線性關系,回路增益隨著流量而變化 ,雖然利用調節閥的流量特性來補償廣義對象的線性影響,但效果并不明顯,因此,必須引入開方器,開方器的引入雖然使廣義對象的特性不隨工作點而變化,明顯改變了調節品質,但在小流量時反應快、靈敏、容易引起系統,調節誤差增大。


綜上所述:渦街在許多流量測量中用渦街來代替孔板是可行的,既省錢又省力,它確實給流量測量來許多好處。

 

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