西森:蒸汽带水对涡街流量计测量造成的影响

西森9年口碑,专业解决10万客户测量方案 | [在线咨询]    2016-05-09 14:59:57
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【文章导读】 西森·中国 自主研发生产的每一台蒸汽涡街流量计​出厂前必须经过实流标定.我们拥有并联使用标准表装置与气体音速喷嘴装置,全面地解决客户的安装和运行上的烦恼.

   这里所说的影响,主要是指对测量精确度的影响。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。没有过热器的锅炉,则在锅炉出口的蒸汽中就带有少量的水。

   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。


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   当x=100%,y=0时,蒸汽为干蒸汽;当x<100%,y>0时,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。

   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,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。


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蒸汽湿度对涡街流量计测量结果的影响

   蒸汽的湿度Y≤5%时,蒸汽的形态虽然属于两相流,但因其所夹带的微小水滴数量不多,所以能均匀地悬浮在气相中,与大雾天小水滴悬浮在空气中的情况相似。这时的水滴均匀分布在气相中,不对涡街流量计的正常工作构成威胁,仪表仍能输出与体积流量成正比的脉冲信号,只是由于水滴在湿蒸汽中所占的体积比可忽略不计,故可认为涡街流量计的输出完全由湿蒸汽的干部分所引起。

   所以,此输出中漏计了湿蒸汽的液相部分。如果测量目的为湿蒸汽的质量流量,则测量结果偏低的数值与Y相等。


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蒸汽严重带水对涡街流量计测量结果的影响

   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,这使得从水平管道底部引出的疏水设施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,下部液膜要比上部管壁的厚。


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   (2)在垂直上升管道中的流动实验研究证明,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,但有所不同,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。


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   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。

   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。


   西森·中国 自主研发生产的每一台蒸汽涡街流量计出厂前必须经过实流标定。我们拥有并联使用标准表装置与气体音速喷嘴装置,全面地解决客户的安装和运行上的烦恼。每一款蒸汽流量计,都是SISEN工程师专门针对蒸汽贸易计量、测量、控制而精心研发的产品,对于中国乃至国际上蒸汽计量行业具有深远影响意义。


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