渦街流量計(jì)具有安裝方便，測(cè)量范圍寬，精度高，重復(fù)性好，維修簡(jiǎn)便等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于蒸汽流量計(jì)量?；跍u街流量計(jì)的測(cè)量原理和蒸汽的特有性質(zhì)，要實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確計(jì)量，特別是對(duì)于貿(mào)易結(jié)算的表計(jì)，實(shí)際使用中還需注意以下問題。

1、流量計(jì)合理選型和安裝是蒸汽準(zhǔn)確計(jì)量的前提

1.1流量計(jì)選型

原則是以流量選口徑，但要滿足以下兩個(gè)條件。

1.1.1管道雷諾數(shù)的要求

渦街流量計(jì)是通過檢測(cè)流體經(jīng)過旋渦發(fā)生體處產(chǎn)生的旋渦數(shù)（即旋渦頻率）而求得一段時(shí)間間隔內(nèi)流過的流體總量，如下式所示。

式中f---旋渦頻率，Hz

St---斯特羅哈常數(shù)

V---管道中流體的速度，m/s

d---發(fā)生體柱寬，mm

D---管道內(nèi)徑，mm

當(dāng)雷諾數(shù)Re在2×104~7×106之間時(shí)，式中斯特羅哈爾數(shù)St基本為一常數(shù)，流量計(jì)獲得的頻率與流體的流速成正比關(guān)系，這是儀表的正常工作范圍，超出這一范圍，流量計(jì)的測(cè)量精度就會(huì)降低。當(dāng)Re＜5000時(shí)為測(cè)量死區(qū)。

1.1.2蒸汽在管道流速的要求

由于渦街流量計(jì)是通過測(cè)量旋渦的釋放頻率達(dá)到測(cè)量流量目的的，所以流體的流速應(yīng)有限制，不同的口徑有不同的流速要求。一般型渦街流量計(jì)測(cè)量的技術(shù)指標(biāo)是，管道通徑為DN15～300mm時(shí)，測(cè)量蒸汽的*大流速為80m/s（選型時(shí)常按*大流速的0.8選?。?。流速過大易產(chǎn)生嘯叫，并容易使渦街的傳感器損壞。流速的下限要求是，保證測(cè)量的精度，當(dāng)管道通徑為DN15~100mm時(shí)，*小流速一般取3m/s或雷諾數(shù)為20000時(shí)的流速的較大值；當(dāng)管道通徑為DN150~300mm時(shí)，一般取3m/s或雷諾數(shù)為40000時(shí)的流速的較大值。

1.2流量計(jì)安裝

原則是保證直管段，避開振動(dòng)源及電磁干擾。直管段具有整流的作用，保持一定的直管段就是保持蒸汽的在管道的流動(dòng)狀態(tài)。

1.2.1測(cè)壓口位置的安裝選擇

在貿(mào)易結(jié)算時(shí)一般按蒸汽的質(zhì)量進(jìn)行結(jié)算，要將蒸汽的體積流量換算成質(zhì)量流量，必不可少的是測(cè)量出旋渦發(fā)生體處蒸汽靜壓力，此處?kù)o壓力由于流速較高，比渦街流量計(jì)上游管道內(nèi)蒸汽壓力低一些。

若在此處準(zhǔn)確地測(cè)量靜壓力，由于多種原因有一定困難。但在流量計(jì)下游一定距離的管道上，測(cè)量到能與發(fā)生體后面?zhèn)鞲衅魈幍撵o壓相等或接近的靜壓，是一個(gè)可行的方法，也符合GB/T2624-1993標(biāo)準(zhǔn)中4.4.1條規(guī)定“流體的靜壓應(yīng)在上游或下游取壓口平面處測(cè)得”。一般合適的距離為從流量計(jì)下游法蘭算起2~7倍管道內(nèi)徑。

1.2.2測(cè)溫口位置的安裝選擇

GB/T2624-1993標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定“流體溫度*好在節(jié)流件下游測(cè)得”，“如溫度計(jì)插孔或套管位于下游，它與節(jié)流件之間的距離等于或大于5D”。測(cè)溫口一般位于測(cè)壓口下游的1~2倍管道內(nèi)徑處。

2、溫度、壓力自動(dòng)補(bǔ)償是蒸汽準(zhǔn)確計(jì)量的保證

貿(mào)易結(jié)算中，蒸汽是按質(zhì)量流量mQ計(jì)量的。對(duì)于渦街流量計(jì)來說，實(shí)際測(cè)得是體積流量Qv，再經(jīng)過計(jì)算而得到質(zhì)量流量，即：

ρi=Qmi*Qvi

式中

Qmi---單位時(shí)間的蒸汽質(zhì)量流量，kg

Qvi---單位時(shí)間的蒸汽體積流量，m3

ρi---單位時(shí)間的蒸汽密度，kg/m3，與蒸汽的溫度、壓力有關(guān)其累計(jì)總量為：

2.1飽和蒸汽的溫度、壓力補(bǔ)償

飽和蒸汽采用溫度補(bǔ)償或壓力補(bǔ)償，在本質(zhì)上是一樣的。其原因在于飽和狀態(tài)的蒸汽，其壓力和溫度之間呈單值函數(shù)關(guān)系，從蒸汽溫度查出的密度同與此溫度對(duì)應(yīng)的壓力查出的密度是一致的，即ρ=f(ρ)或tf=ρ。因此，采用溫度補(bǔ)償和壓力補(bǔ)償在原理上都是可行的。

2.1.1飽和蒸汽采用溫度補(bǔ)償和壓力補(bǔ)償?shù)谋容^

顯然，壓力補(bǔ)償?shù)玫降难a(bǔ)償精確度比溫度補(bǔ)償高。由于上述原因，使得在測(cè)量飽和蒸汽質(zhì)量流量時(shí)，僅僅測(cè)量壓力，并據(jù)此查蒸汽密度表，進(jìn)而計(jì)算質(zhì)量流量，在實(shí)踐中應(yīng)用的較多。

2.1.2飽和蒸汽的濕度問題

飽和蒸汽易凝結(jié)，在傳輸過程中如有熱量損失，蒸汽中便有液滴或液霧形成。另外鍋爐在正常工作中，鍋爐汽包中的水處于沸騰狀態(tài)，汽液之間不容易徹底分離。蒸汽中含有液相水珠的飽和蒸汽稱為濕飽和蒸汽。表征濕飽和蒸汽的主要參數(shù)有壓力(p)、溫度(t)、密度(ρ)、比焓(h)、干度(x)或濕度(y)，且有如下關(guān)系：

式中

m1---濕蒸汽中汽的質(zhì)量

m2---濕蒸汽中水珠的質(zhì)量

m---濕蒸汽中汽液的總質(zhì)量

準(zhǔn)確計(jì)量飽和蒸汽質(zhì)量流量比較困難，因?yàn)轱柡驼羝母啥入y以保證，蒸汽干度的波動(dòng)也會(huì)引起流量計(jì)示值產(chǎn)生附加誤差。必要時(shí)還應(yīng)采取補(bǔ)償措施，選用帶有濕度補(bǔ)償?shù)牧髁糠e算儀，以實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的計(jì)量。

2.2過熱蒸汽的補(bǔ)償

過熱蒸汽是單相流體（x=100%）。過熱蒸汽的溫度和壓力是兩個(gè)互不相關(guān)的獨(dú)立變量，過熱蒸汽的密度由這兩個(gè)參數(shù)決定，即f(,)tpρ=，因此必須采用溫度、壓力的自動(dòng)補(bǔ)償。

例如某公司一用戶流經(jīng)流量計(jì)蒸汽參數(shù)為：壓力0.55MPa、溫度165℃，為過熱蒸汽，查表此時(shí)對(duì)應(yīng)蒸汽的密度為2.842kg/m3。而在0.55MPa壓力下對(duì)應(yīng)飽和蒸汽的密度查表為2.918kg/m3，在165℃溫度下對(duì)應(yīng)飽和蒸汽的密度查表為3.671kg/m3。

若按飽和蒸汽壓力補(bǔ)償，測(cè)量誤差為δmp=（2.918－2.842）/2.842=2.67%

若按飽和蒸汽溫度補(bǔ)償，測(cè)量誤差為δmt=（3.671－2.842）/2.842=29.17%

可以看出，如果渦街流量計(jì)不采用溫度、壓力自動(dòng)補(bǔ)償，又不能實(shí)時(shí)地檢測(cè)蒸汽的密度，設(shè)定為飽和蒸汽補(bǔ)償或只按密度不變的原則將密度定為常數(shù)，而在實(shí)際情況下，密度變化很大，致使蒸汽質(zhì)量流量計(jì)量不準(zhǔn)，一般誤差高達(dá)10%~30%。

3、提高蒸汽流量計(jì)量精度不可忽視的幾個(gè)問題

3.1溫度變化的影響

渦街流量計(jì)及其旋渦發(fā)生體一般都為金屬材料制作。金屬固體在高溫下具有熱膨脹的特性。當(dāng)溫度變化較大時(shí)，發(fā)生體的柱體寬度和流量計(jì)的本體通徑將隨之變化，這將引起測(cè)量誤差。K系數(shù)可用下式進(jìn)行修正。

式中

tK---流體溫度為t時(shí)的流量系數(shù)，P/L

mK---流體溫度為

t0---時(shí)的平均流量系數(shù)，P/L

t---工作溫度，℃

t0---校準(zhǔn)溫度，常取15℃

3.2管道內(nèi)徑引入的誤差

與渦街流量計(jì)連接的管道，其內(nèi)徑與渦街流量計(jì)管內(nèi)徑完全一致的情況并不很多。當(dāng)管道內(nèi)徑等于或略大于渦街流量計(jì)測(cè)量管內(nèi)徑時(shí)，流量示值穩(wěn)定，流量系數(shù)正常。但當(dāng)管道內(nèi)徑小于測(cè)量管內(nèi)徑時(shí)，流量示值出現(xiàn)強(qiáng)烈的噪聲，這是因?yàn)榱黧w流過截面積突變的管段時(shí)產(chǎn)生的二次流所致。在管徑大于測(cè)量管內(nèi)徑時(shí)，也有二次產(chǎn)生，只因二次流存在的部位在測(cè)量管之外，對(duì)儀表示值影響不明顯。

當(dāng)管道內(nèi)徑小于測(cè)量管內(nèi)徑（3%以內(nèi)）時(shí)雖然不會(huì)對(duì)儀表本身所固有的流量系數(shù)產(chǎn)生影響，但因截面積突變引起表觀流速變化而可能產(chǎn)生附加測(cè)量誤差。這時(shí)可通過修正流量系數(shù)時(shí)可通過修正流量系數(shù)Km來補(bǔ)償，其修正后流量系數(shù)K'm為：

式中

FD---修正系數(shù)

D1---流量計(jì)測(cè)量管實(shí)際內(nèi)徑

D2---管道實(shí)際內(nèi)徑

3.3對(duì)流量積算儀的要求

3.3.1流量積算儀時(shí)鐘對(duì)流量累積的影響

可以看出，流量積算儀的時(shí)鐘對(duì)累積流量有較大的影響，在貿(mào)易結(jié)算中要進(jìn)行必要的修正。

3.3.2作為貿(mào)易結(jié)算的流量積算儀應(yīng)具備的功能

為減少蒸汽流量計(jì)量貿(mào)易糾紛，流量積算儀可增加以下功能：

①斷電記憶功能，以此檢查流量計(jì)斷、送電時(shí)間；

②用汽判斷功能，由于渦街流量計(jì)易受振動(dòng)的影響，可以根據(jù)溫度、壓力參數(shù)值可以判斷管道內(nèi)是否有蒸汽流動(dòng)和閥門是否內(nèi)漏，消除用戶在不用蒸汽時(shí)振動(dòng)的影響。

④小流量補(bǔ)足記錄功能，當(dāng)瞬時(shí)流量小于渦街流量計(jì)可測(cè)流量時(shí)，實(shí)現(xiàn)用戶協(xié)議保底量的自動(dòng)累積。

⑤超流量加倍記錄功能，當(dāng)瞬時(shí)流量超過協(xié)議*大用汽量時(shí)，根據(jù)規(guī)定實(shí)現(xiàn)加倍計(jì)量的自動(dòng)累積。