HKGB涡街流量计在蒸汽流量计量上的探论

摘 要：本文主要探讨用HKGB涡街流量计计量蒸汽，从计量角度上考虑减少蒸汽的管网损失是供热公司实行现代科学管理节能的有效途径，而且有助于提高用户的蒸汽品质，并采取适当措施减少蒸汽的管网损失，提高用户蒸汽品质，对小型热电企业的经济效益有一定意义。

关键字：工作原理 蒸汽 计量

    1 HKGB涡街流量计的工作原理

    HKGB涡街流量计是小型热电企业计量外供汽的检流计，对液体气体和蒸汽的流量进行检测和计量。用HKGB涡街流量计计量蒸汽，从计量角度上考虑减少蒸汽的管网损失是供热公司实行现代科学管理节能的有效途径，而且有助于提高用户的蒸汽品质，提高经济效益。

    在流体中插入柱状物时， 在柱状物的两侧将产生有规则的旋涡列,称为“卡门涡街现象”，如图1所示。

    卡门涡街的频率与流速成正比，可用下式表示：

    f=V×S_t/(1-1.25d/D)×d

    式中：f 旋涡分离频率；
          V 管内平均流速；
          d 柱状体迎面宽度；
          D 管道内直径；
          S_t无量纲常数（在104～106之间）

    由上式可见，通过测量旋涡分离频率f，就可算出流速V，进而求出体积流量Q。当旋涡在柱体两侧产生时，柱体受到与流向垂直的交变升力的作用，升力的变化频率就是旋涡分离频率，利用埋没于柱体内的压电元件检测此升力的变化，将其转换为频率信号送入转换器，以实现信号的放大滤波整形，最后送到二次仪表-智能形流量积算仪，辅以压力温度信号，便可算出瞬时流量和累计流量。

    2 存在的问题

    从目前国内的情况看，用汽单位与供热公司大部分都是以质量流量进行结算的，少部分以热焓累计进行结算。但无论以哪种形式结算，从卡门HKGB涡街流量计的工作原理可知，如果输送到厂家的是过热蒸汽，则有质量流量公式

    m=V×ρ

    式中：V为体积。V与旋涡分离频率有关；为热蒸汽密度ρ与压力、温度有关。

    故将压力、温度参数输送到智能型仪表，由公式进行查表补偿可以求出瞬时质量流量与累积质量流量。大多数情况，供热公司输送到用户的是汽液两相共存的湿饱和蒸汽，此时密度不仅与温度或压力有关，还与蒸汽的干度有关。准确的测量公式为

    V=x×V_g+(1-x)V_f

    式中：V 为湿蒸汽的比容；
          x 为干度；
          V_g为饱和蒸汽的比容；
          V_f为水的比容；为湿度。

    故如果准确测量质量流量，应将湿蒸汽的干度值参与质量流量的计算。在汽液两相共存的情况下，智能表仍按蒸汽的体积流量来计算质量，水与蒸汽的体积比相差悬殊，故使测量的质量流量下降。这是造成供热公司管网损失的最重要的原因。另外，管道保温效果对蒸汽品质也有一定影响。如何减少管道的热损失，是与效益息息相关的问题。

    3 减少损失的方法

    蒸汽在输送过程中散失热量，是造成蒸汽中含水的重要原因。基于此，如何减少管道的热损失，是与效益息息相关的问题。选择导热系数小的保温材料，缩短汽源于用户之间的管网距离等措施均可减少管道的损失。

    对于实行热电联产供汽的地区，为防止蒸汽湿度过大，应适当提高蒸汽的过热度，当然，过热度的提高，会增大电厂的煤耗，从节能的角度上看，无实际意义，但却提高了用户的蒸汽品质，减少了蒸汽的含湿度。对于热网管线较长分布范围较广的地区实行热电联产，应适当考虑在管网的末端增大用汽量，如建造汽水热交换站。由于大流量的过热蒸汽在管线中的不断流动，加热了支管及附近管线上的一部分饱和湿蒸汽，从而提高了蒸汽品质，减少了计量上的损失。

    由于许多用户都是间歇用汽，当蒸汽停用时，易在阀门前形成湿蒸汽。蒸汽经过阻力较大的阀门时，被绝热节流，虽焓值不变，但压力下降，温度一般要降低，使饱和蒸汽经过节流可称为节流后压力下的干饱和蒸汽或过热蒸汽。目前国内用户的计量仪表室管路比较繁乱，从用户与供热公司的角度考虑，推荐一种比较合理的设计，如图2所示。

图 2

1.用户进汽阀；2.除污器；3.减压阀；4.安全门；5.流量计；6.压力温度取样

    4 结束语

    实践证明，从计量角度上考虑减少蒸汽的管网损失是供热公司实行现代科学管理节能的有效途径，而且有助于提高用户的蒸汽品质；减少蒸汽的管网热损失，计量准确，有助于企业提高效益和社会效益。