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对超高流速的认识误区和应对措施

分类:工程案例
作者:WINI
来源:本站
发布时间:2022-10-08 11:51:30
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       在工业管道流量的测量过程中,很多用户对管道介质的流速存在误区,他们认为:管道操作压力低,不可能产生高流速。而正是这样看似合理的误判,导致流量测量出现问题,影响企业正常生产运行。
       众所周知,当前多数技监局下属的计量测试所采用的流量标定装置为音速喷嘴装置,也叫临界喷嘴装置,其工作原理是在装置下游采用真空泵吸气,可以看到,上游压力仅
为大气压力,即使抽到理想真空,压差也只有1kg,在喷嘴中产生音速,直接直接证明了,认为压力低不会产生高流速,这种想法是错误的。

    

(音速喷嘴装置)

      从中我们可以得出,在工业生产现场,流速、压力、温度等工艺参数往往不是恒定不变的,它们随着工况条件和其他参数的改变而改变,有时候甚至发生剧烈变化,这给企业正常生产带来了不便,也给相关检测行业带来了困难。任何一台仪表都有固定的量程比,因此该仪表所能检测的范围是有限的,当所测参数随着工况的改变而超出测量范围时,测量就会出现困难。
       在实际应用中,在气体测量特别是在蒸汽流量检测中,常出现超量程情况,涡街流量计将出现特有的“流量越大,指示越小”的情况,这一现象在进口产品及国产产品均时常发生,由此产生巨大测量误差,引发巨额贸易纠纷。同时,由于漩涡强度与流体流速的平方成正比,漩涡重复频率与流速成正比,所以高流速下漩涡升力巨大,且频率较高,
例如:100m/s流速与2m/s流速相比,漩涡施加于传感器上的升力将达到2500倍,同时高流速下的漩涡频率将达到近10000Hz,极易覆盖传感器共振频率,令传感器断裂,断裂的传感器在无法工作的同时,高速飞向下游,对下游设备产生重大威胁。这正是国内厂家以及某些国外知名产家的产品在高流速环境下测量失败的原因。
       目前国外知名涡街流量计气体测量上限都在80m/s左右,仅能应对常规流速的测量,对于高流速甚至是超高流速的气体根本无法测量。而基于原理限制,每台传感器的流量可测量范围完全依赖量程比范围,无法通过改变结构、尺寸来进行测量范围的迁移。
        对此问题,我公司通过研发:
       1. 我公司研制出独特的双发生体,在超高速的时候也能够继续产生稳定卡门漩涡,解决了流量越大,漩涡稳定度越差的问题。
       2. 我公司通过获得发明专利的“锁频环”信号处理系统,提纯信号,保证在高流速下信号稳定,解决了流速越高也导致涡街信号越不稳定的问题。
       3. 大幅度提升共振频率,将共振频率提升到3倍于最高涡街频率以上,消除高流速下的共振现象,解决了传感器疲劳断裂问题,保证了传感器安全。
       由此一来,解决了高流速下的信号问题和传感器的结构安全问题,有效解决了高流速下的测量难题。

        典型案例:国内某著名汽车制造厂在其动力集中供热管道上使用我公司Wv-pW型夹持型满管式抗振型涡街流量计。该测点基本情况如下:
        测量介质:蒸汽
        管道口径:DN150,温度200~270℃,压力0.03~0.13MPa,密度0.47~1.11kg/m³,流量:0~10t/h (下图为该表的现场照片与其在热网监控中的趋势图)


        可以看到,该测点压力并不高,但是根据现场仪表记录及工程师现场录波验证,当操作温度为213℃,操作压力为0.06Mpa时,对应最高流量达到10.6t/h,对应流速达到410m/s!(上图趋势记录流速227m/s)