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Wv-i系列插入式抗振型涡街流量计 在换热站热水计量方面的应用案例

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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      在北方许多热水站供热的过程中,热电厂产生的高温蒸汽(或高温的热水)先通过换热站转化成普通温度的热水,再经由热水管网传输到各个居民小区里用于供暖,出于对热量贸易结算的需求,要对输送到小区的热水水量进行精确计量,因此,该换热站的流量检测非常重要。

      该热水测量的主要难题在于:

       1. 北方水中含有大量以可溶性钙镁化合物为主的容易结垢的矿物质,企业为生产安全,通常用离子交换法对其进行软化处理,但经过软化处理的水仍然含有大量的钙镁离子,当热水温度升高,其饱和指数降低,所能溶解的矿物质成分也就越少,因此,热水输送过程中的很容易出现结垢现象。

       2. 房地产业的过度发展,导致很多小区入住率非常低,有的甚至不足1/10,而对于这些用户也必须要供热,在这种情况下,换热站实际供水量远远小于设计值,导致热水流速非常低,低流速直接导致了流量信号微弱,同时也使得水中微小的脏污,无法被冲刷,不断沉积形成水垢,附在管道内壁或者仪表接液部位。

       3. 该测点热水除了供暖之外并无其他用途,因此对水质没有特殊要求,同时为了防止用户在热水输送过程中偷水,该水通常水质较差,脏污程度较高,也加剧了水在输送过程中的结垢。

       在此类测点中,对于普通差压式流量计而言,结垢会使得导压孔/管堵塞,差压无法传递,短时间之内就失去作用,已经被公认为无法检测。对于电磁流量计而言,管壁结垢层导电,但又不参与切割磁力线运动,因而表现为等效于在测量电极间接入漏电阻,直接导致测量值偏低及测量下限抬升,从而产生较大计量漏损。而对于超声波流量计来说,较厚的结垢层导致超声波因污物对于声波的吸收、折射,使接收器收到的声波强度严重衰减,难以测得流量信息,易出现有流量无指示的情形,不能计量,继而产生较大计量漏损。

       上述流量计的使用失败都是由于结垢或附在管壁上影响流量计工作,或堵塞传递信号的孔/洞导致无法测量,而要解决结垢这一问题,除了通过破坏结垢条件来阻止结垢发生和对已形成的水垢进行清除处理之外并无其他办法,而当前清除工业管道结垢的几种常用方式:

       1. 酸洗:用稀盐酸、除垢剂等弱酸对管道进行清洗,由于水质时刻在改变,酸的剂量难以控制,同时酸洗过程也会对设备和管道造成腐蚀,降低寿命,此外在清洗维护时,会浪费想当可观的能源,还会对用户使用热水造成影响。

       2. 反冲洗:操作方便,安全可靠,可不停机进行,但是只能冲去生物黏泥和松软的污垢,清洗不彻底,需要经常添加除垢缓蚀剂以及排污,费用较高。

       3. 人工机械清洗:方便可靠,不产生化学废液,但是劳动强度大,清洗不彻底,影响正常供热。

       此外还有一些其他方式,从中我们可以看出,除垢的成本并不低,而在源头对原水进行处理的方法,虽然效果明显,但成套水处理设备价格高昂,对于仅用作热水供热的换热站来说,负担太重,而且完全没有必要。

       因此,该测点也被行业列入测量难点,未找到精确且耐脏污的解决方案,如果流量计能够耐脏污,那么所有的问题都可以迎刃而解。

       我公司在涡街流量计的研发阶段首先解决了制约涡街流量计的主要问题—对振动干扰敏感的问题,获得遥遥领先的重大突破,所以在此类测点中,我公司产品由于拥有经过国家权威部门认证的抗振能力,完全能够准确识别低流速导致的微弱信号,在此基础上我公司研发的Wv-i系列插入式抗振型涡街流量计:拥有独特的设计结构,没有各种传递信号的缝隙和孔洞,不易粘附脏污,能够彻底将涡街流量计的抗脏污性能发挥出来,同时由于卡门涡街有强大的剥离作用,脏物不容易吸附上去。

       2007年12月,我公司将研发成功的Wv-i插入式抗振型涡街流量交付山东青岛某热电厂使用,将该流量计安装在换热站热水总管上,现场流体(换热站进水)脏污程度较高,管壁结垢严重,经过4年的使用(期间未经任何维护),我公司将该涡街流量计进行返厂检查,情况如下:

       1. 发现管道内部结垢现象严重,从下图可以看到:位于管道上方的法兰总成内壁已有10mm厚的结垢。

       2. 流量计探头上附有 1~2mm 厚度污物,污物厚度远低于管壁处结垢。推测原因在于,探头插在管道中心处,而中心流速较高,令污物难于沉着,因而探头结垢较少,特别是在探头内壁,前/后涡街发生体表面、传感器表面结构层更薄,推测原因在于涡街的强力冲刷作用。


      3. 为确定探头结垢对于精度的影响程度,在4 个流速点下,分别对比检定测试,测试记录如下:


       根据上述标定测试记录得出结论,此种程度的脏污,造成流速测量-1.25%的附加测量误差,这一检测结果与理论分析吻合:原因在于,附着污物使后发生体宽度增大,导致仪表系数下降。

同时,由于管壁结垢,致使实际管径变小,按结垢厚度10mm 计算,管道流速面积缩减8.69%,而流量计依旧采用原管径计量,导致流量计量值偏大,加之污物导致的探头测量偏小1.25%,最终表现为流量计量偏大8.15%。

       总结:

       1. 插入式涡街流量计在此处脏污及结垢对于流量计测量能力(量程比)未见影响,但精度下降,表现为流量计量值偏大,计量漏损为负值。为避免需方(用热方)损失,应进行除垢处理。如不考虑1.5 级精度(即误差低于±1.5%)的保证,则无须维护,脏污不会导致小流量测量能力下降、计量误差超常的情况发生。

       2. 许多像水一样看似洁净的流体在各种不同工况条件的运行过程中也会出现脏污和结垢的现象,将会大大影响流量计的正常工作,给贸易结算带来争端,严重影响了企业正常的生产运行。因此耐脏污的流量计在生产中很有必要。

       3. 我公司产品在上述测点的使用情况,直接证明了我公司产品独特结构在该类实际场合应用中所实现的优异的抗污能力。

       我公司正在研发自吹扫插入式抗振型涡街流量计,其特点在于:

       a. 继承Wv-i系列国际先进的抗振、量程比、低压损、低直管段需求性能,展现优异的现场适应能力。

       b. 在基本不影响流量计检测的前提下,定期使用水、蒸汽等洁净流体,自动通入流量计流通本体之内进行喷射吹扫,从而解决污物附着的问题。避免人工维护,使流量计变得真正可用。该功能的实现,将颠覆对传统吹扫的认知,大大提高我公司产品的抗污能力。