在工業上鍋爐熱調試中的使用問題進行工業上爐窯熱平衡調試,對于掌握工業上爐窯的熱能利用情況,提高產品質量,為企業節能降耗,降低成本,其經濟效益無疑是巨大的。在實際調試的過程中,渦輪流量計因其精度高,測量范圍寬,耐壓高,且有數字信號輸出,在工業上鍋爐熱平衡調試中得到首先選用。本文對渦輪流量計在工業上鍋爐熱平衡調試中使用的若干問題進行必要的探討及總結。
在工業上鍋爐進行的實際情況下,限于各種條件的制約,工業上鍋爐的給水一般為隨時間負荷變化的間歇式的給水方式,這種方式決定了在鍋爐上水的主管道管路內的流動體,即上水的流動通常表現為紊流的流動過程,即工業上鍋爐的管道內的水流為不規則的一邊相互混合一邊流動的狀態,而準確的計量工業上鍋爐的給水流量和溫度,對于正確地分析熱平衡調試結果是十分關鍵的。渦輪流量計正是由于有數字信號輸出,相應度靈敏才可準確的準時的響應水流的紊流變化。在一個時間周期內,工業上鍋爐上水管道的流量為管道截面積F的積分,即Q=∫ F VDF,而其他原理的流量計是很難達到渦輪流量計的高精度的。
1 渦輪流量計的結構
結構由渦輪、軸承、前置放大器、信號接收器等所組成。從渦輪流量計機殼進口處流入的測量流體,使軸承支撐的渦輪依瞬時流量成正比的角速度旋轉。渦輪旋轉次數是通過機殼外面與渦輪產生的電磁感應傳感線圈來檢測的。傳感線圈的電信號經前置放大器放大整形后,作為與流量成正比的脈沖信號被傳送至信號接收器,從而顯示出瞬時與累計流量。
2 渦輪流量計的特性
主要計量特性就是流量Q與指示值關系的特性,即流量系數。理想的渦輪流量計的流量特性如圖1。從圖1可以看出,渦輪流量計的流量系數在一定的流量范圍內無論流量怎樣變化,總是保持一定的數字值,在這種流量特性指示值下,一般都可以使累積瞬間流量誤差為零。而流量計在啟動限制流量從零到較大的變化中,其流量特性是不穩定的,即流量的誤差控制在一定的范圍之內時,流量必須在某**量以上,這是大多數不同原理類型的流量計的通性。圖1所示的變換范圍為±5‰之內。也就是說儀器變化幅度在±5‰之內。
在使用時要注意的是,對于某一臺渦輪流量計來說,固有的流量系數是在出廠的時候或在儀器校準的時候在標準溫度下的流量特性,當用于實際場合時,特別是對于工業上鍋爐熱平衡調試來說,也可能實際使用的流體是經過省煤器余熱以后的高溫流體,因此為了保證熱平衡調試的精度,尤其要注意考慮到奧氏體不銹鋼的機殼材料和渦輪流量計的內部元件的尺寸隨溫度的變化,故在高出流量計校準溫度時的真實的流量系數為:
上式中:
K - 0:校驗的流量計流量系數;
K - :實際使用的流量計流量系數;
t 0 :校驗時的流量計的標準溫度;
t:實際使用時的流量計的流體溫度;
β R :渦輪材料的溫度膨脹系數;
β H :機殼材料的溫度膨脹系數。
3 渦輪流量計的使用
(1)型號選擇。雖然渦輪流量計有其測量范圍寬的優點,但對工業上鍋爐進行熱平衡調試時,還是應該根據工業上鍋爐負荷的大小正確的選擇流量計的型號。一般地,渦輪流量計的口徑除應與現場原有進水的管道一致外,更重要的是流量計的*大流量與工業上鍋爐進水的*大流量一致,特別要注意工業上鍋爐的額定負荷,即工業上鍋爐的單位時間的進水,以及水泵的瞬間流量是否超過渦輪流量計的單位時間的瞬間流量。渦輪流量計的測量范圍即選擇在*大線性流量工作,一般為了正確地進行計量,其瞬間*大流量可控制在*大線性流量的70%以下,即可保證渦輪流量計準確的計量。
(2)正確裝置。在工業上鍋爐熱平衡調試中,渦輪流量計的裝置及配管是極重要的環節。實踐證明,由于各種原因,引起*后的計算結果誤差過大,都是由于沒有正確使用裝置的結果。去掉各種人為的錯誤因素外,隨意的裝置使用引起渦輪流量計兩端的流體變化,流體的雷諾數增高,相對的降低了渦輪流量計的準確度。
裝置渦輪流量計,首先應避免配管震動場合,注意配管有應力的場所,并注意配管隨溫度上升產生膨脹力使它的機殼變形,造成測量誤差。其次是對電路的保護,主要是對前置放大器的保護,應盡量避免使它受到強輻射和其他電器設備磁場對傳感線匝的影響而出現故障。渦輪流量計的裝置位置雖然可選擇水平傾斜,甚至是垂直的位置,但隨裝置位置的不同,其工作曲線將有所變化,如圖2那樣,故一般*好選擇水平狀態的裝置位置。
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