“大管徑小流量”的縮徑解決方案
在許多企業(yè)的工藝管道中，大量地存在著流體的實(shí)際流量或流速偏低的現(xiàn)象，這種現(xiàn)象的存在，大致有以下幾方面的原因：一是降低流速，可以減小流體流動(dòng)中的壓力損失，減小驅(qū)動(dòng)動(dòng)力，節(jié)約能源；二是考慮未來(lái)發(fā)展，規(guī)模擴(kuò)大，在設(shè)計(jì)時(shí)就留有充分的余量，把工藝管道設(shè)計(jì)得大一些；三是有些管道工作壓力較高，雖然流量不小，但流速偏低。
圖中融創(chuàng)RCEF電磁流量計(jì)安裝在由DN150縮徑到DN50的排污管道上
由于這些“大管徑小流量”或“大管徑低流速”的存在，給速度式流量計(jì)選用帶來(lái)難題。某企業(yè)，一條 DN300 的輸水管線，原來(lái)安裝過(guò)孔板流量計(jì)和工業(yè)水表，由于流量太小兩種儀表幾乎都沒有指示。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)核實(shí)了用水設(shè)備，幾臺(tái)用水設(shè)備的最大用水量之和加起來(lái)不足 80m3/h，而最小流量只有 18m3/h，最大流量時(shí)，DN300 流量計(jì)的下限流速還不足 0.1m/s 。為此，建議對(duì)現(xiàn)場(chǎng)工藝管道進(jìn)行縮管，把 DN300 管道縮徑成 DN100，選用 DN100 的渦街流量計(jì)。安裝后，既滿足了用水的上限，又滿足了用水的下限。又如某生產(chǎn)高壓瓷瓶的加熱爐，升溫階段需用天然氣量為1200Nm3/h(101.325kPa, 20 ℃），保溫階段需用天然氣 150Nm3/h，計(jì)量總管的管徑為 DN80，工作壓力為 0.3MPa，溫度為 25 ℃。原選用孔板流量計(jì)，因流量范圍不能滿足要求，改選用渦街流量計(jì)。選表時(shí)，用氣態(tài)方程把標(biāo)態(tài)流量換算成工況流量，換算后的工況流量范圍為 38.5-308m3/h，在這一流量范圍內(nèi)如按原工藝管道選DN80的渦街流量計(jì)，上限沒問(wèn)題，但下限就不能滿足要求。而如選用 DN50 的渦街流量計(jì)，則上、下限流量都可滿足要求。實(shí)踐證明，經(jīng)縮管改用 DN50后計(jì)量效果非常好。
盡管渦街流量計(jì)有量程范圍寬的特點(diǎn)，但它的下限流速不能太低。一般情況下，測(cè)量液體時(shí)下限流速為 0.3 一 0.5m/s ；而測(cè)量氣體時(shí)下限流速為 3 一 5m/s 。很多現(xiàn)場(chǎng)，工藝管道內(nèi)最低流速遠(yuǎn)比上述數(shù)值低。為滿足測(cè)量要求，就需要對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的工藝管道進(jìn)行縮管。
現(xiàn)場(chǎng)的同類問(wèn)題大量存在，縮管可以有效地解決實(shí)際的流量測(cè)量問(wèn)題。但是縮管也給客戶增加了麻煩，有的客戶沒有現(xiàn)成的管道，為購(gòu)買一段合適的管道需花費(fèi)不少的精力，并增加安裝工作量和成本。若制造廠根據(jù)客戶提供的流量參數(shù)，直接向客戶提供縮徑式渦街流量計(jì)。對(duì)客戶來(lái)說(shuō)，既能測(cè)量更小的流量，又簡(jiǎn)化了安裝，節(jié)約了安裝費(fèi)用。同時(shí)，對(duì)制造廠來(lái)說(shuō)，向客戶提供了合適的儀表，減少了現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)，用戶滿意，提高了企業(yè)信譽(yù)。所以，這是一種最佳方案，雙贏的選擇。
此圖中融創(chuàng)RCVF蒸汽流量計(jì)也做了縮徑處理，由DN80縮徑至DN50
采用縮徑方式，向客戶提供成套渦街流量計(jì)的作法，在國(guó)內(nèi)起源于 20 世紀(jì) 90 年代初。根據(jù)客戶提供的現(xiàn)場(chǎng)參數(shù)，按一定的收縮比，做成帶收縮段和擴(kuò)張段的渦街流量計(jì)組件，連同收縮段和擴(kuò)張段一起進(jìn)行出廠標(biāo)定，并向用戶提供渦街流量計(jì)組件的儀表系數(shù)?，F(xiàn)在把組件直接做成一體式的儀表是一種進(jìn)步。
一臺(tái) DN40 的渦街流量計(jì)，在 DN40 實(shí)驗(yàn)管道標(biāo)定時(shí)，在滿足精確度 1.0 ％時(shí)，量程比為 8：1 。而采用儀表前加 DN50-DN40 收縮段后，裝在 DN50 試驗(yàn)管道上測(cè)試，由于收縮段的整流作用，在滿足 1.0% 精確度時(shí)，量程比達(dá)到 15:1.
采用DN80-DN50 收縮段和 DN80-DN40 收縮段，分別在 DN80 試驗(yàn)管道上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。在渦街流量計(jì)上游阻流件形式為同平面內(nèi)兩個(gè) 90度彎頭，直管段長(zhǎng)度為 3D; 下游直管段為 2D 條件下， 儀表系數(shù) K 的偏移僅 0.7% 。而同樣直徑的渦街流量計(jì)如果不裝收縮段，在同平面兩個(gè)彎頭條件下，上游直管段長(zhǎng)度為 8D 時(shí)，儀表系數(shù)偏移為 2.0% 。
縮徑型渦街流量計(jì)的測(cè)量管由收縮段、測(cè)量段和擴(kuò)張段三腸分組成，采用直線收縮段，效果雖然不如維氏曲線收縮段效果好，但加工簡(jiǎn)單，成本低。所以，目前采用直縮段比較多。
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