蒸汽涡街流量计在蒸汽现场的实际应用

    测量蒸汽流量虽然有很多种方法。但是蒸汽涡街流量计在蒸汽流量测量中扮演着重要角色，尤其是在管径不是特别大，温度不是特别高的中低压蒸汽的流量测量中，更是有“半壁江山”之誉。蒸汽涡街流量计在应用的过程当中也有较多的弊端，为此总结西森蒸汽流量计在现场应用的情况，希望有助于现场的应用。蒸汽经过长距离输送后往往因为损失热量而出现部分蒸汽凝结成水滴，产生两相流的问题。

    蒸汽严重带水会使涡街流量计出现“漏脉冲”现象，严重时甚至全无输出脉冲。在涡街流量计的上游进行充分疏水，能使这一问题得到解决。

1、概述
    干蒸汽在长距离输送过程中，会因热量损失而出现部分凝结，导致蒸汽干度降低，变成湿蒸汽。目前使用的流量计都是在单相流动状态下评定其测量性能，现在还没有以单相流标定的流量计用来测量两相流时系统变化的评定标准。但是，两相流是客观存在的，它对流量测量的影响也是无法避免的，尽管困难较多，人们还是在想方设法研究其对流量测量影响的机理，并采取相应的对策，提高流量测量精度。

2、蒸汽严重带水对涡街流量计测量结果的影响
    人们用干度X来描述湿蒸汽中气相与湿蒸汽总量的质量比，也用湿度Y来定义湿蒸汽中水滴与湿蒸汽总量的质量比。当x=100%时，y=0，这时的蒸汽为干蒸汽。当x＜100%时，y＞0，这时的蒸汽为湿蒸汽。湿蒸汽中的水滴是液相，而湿蒸汽的干部分是气相，显然，湿蒸汽属两相流体。

   （1）X≥95%时，研究结果认为，蒸汽干度较高（X≥95%）时，流体表现为均相流动，蒸汽中的小水滴悬浮在气相中，这时，涡街流量计能正常工作。

   （2）X<95%时，蒸汽的干度在小于95%后若进一步降低，除了悬浮在气相中的约5%（质量比）的水滴外，过量的水滴。在蒸汽中的分布将失去均匀性，它们在圆形截面管道中的流动状况更加复杂。

    ①在水平管道中的流动：水平管中气液两相流动结构同气液两相体积比及流动速度有关，在蒸汽管道中，由于凝结水在湿蒸汽中的体积比毕竟很小，所以常表现为分层流动结构，这使得从水平管道底部引出的疏水管，能收到很好的疏水效果。当流速特别高的时候，也会表现为环状流动，即管壁上有液膜，管道中心部分为带液滴的气核，由于水平流动时重力的影响作用，下部液膜要比上部管壁的厚。

    ②在垂直上升管道中的流动：在垂直上升管道中，气液两相流动的基本结构有细泡状流动结构、弹状流动结构、块状流动结构、带纤维的环状流动结构和环状流动结构。但是由于凝结水在湿蒸汽中的体积比较小，所以过量的水在上升管道中的流动常表现为环状流结构，但当带水量特别大的情况下，也会表现为带纤维的环状流动结构。其中，纤维状流体其实是连成条的凝结水。

    ③在垂直下降管道中的流动：在垂直下降管道中，气液两相流动的结构与作垂直上升流动时的结构很相似，但有不同，不仅流动方向相反，而且在平均流速相同的情况下，垂直下降管道中液体的流速比垂直上升管道中液体的流速快得多。这种环状流动结构，人们在凝结水疏水现场很容易得到证实。凝结水疏水器一般均并联安装一只旁通阀，疏水器的出口往往配有一段垂直向下的短管，如果将疏水器关闭，改用走旁通疏水，则会观察到气液混合物从垂直管道口中流出的表现，液体有明显的附壁现象，但同时，气体从管中央喷出时，也夹带有一些液滴。
   

 ④流动结构分析的复杂性

    上面只是粗略地分析带水的蒸汽在管道中流动时的表象，而且知道不同的流动结构同流体的流速和带水量有关。而要进一步弄清楚这方面的数量关系却是困难的。因为到目前为止，人们在这方面做的实验研究还很少，而它们之间的关系又是极其复杂。但是，这些粗略的分析对涡街流量计的一个特有的现象——漏脉冲，能提供一定的帮助。

3、蒸汽涡街流量计的“漏脉冲”现象
    人们很早就发现蒸汽带水较多时，涡街流量计会出现“漏脉冲”现象，即在蒸汽流速平稳的情况下，涡街流量计应有与流速成正比的稳定的脉冲输出。但是有时却发现仪表的输出脉冲却莫明其妙地少了，从记录到的输出脉冲在二维坐标上的分布情况也能清楚看出，应当近似均匀分布的脉冲却在某一处少一个脉冲，严重的时候，是少了很多脉冲，最严重的时候是完全没有脉冲。这可能同分布不均匀的体积较大的液滴撞击在旋涡发生体上，抑制了涡列的形成有关。

4、疏水点的合理布置
    疏水点的合理布置对充分疏水有关键性的作用。凝结水的捕捉口太细，与蒸汽一起高速流动的凝结水，可能会有一部分不被捕捉口所收集，而流到下游。

5、结束语
    ①湿蒸汽就属性而言是两相流体，但在湿度不高的情况下，可将其当作单相流体并用一般的流量计进行测量。
    ②蒸汽严重带水，将使涡街流量计出现“漏脉冲”现象，更严重时，涡街流量计会完全没有脉冲输出。
    ③对于蒸汽严重带水影响涡街流量计正常测量的情况，常用的处理方法是在涡街流量计上游的适当位置充分疏水。合理布置疏水器，使湿蒸汽的干度尽量提高，能保证涡街流量计正常测量。