渦輪流量計在工業(yè)鍋爐熱平衡測試中的使用問題
在工業(yè)上鍋爐熱調(diào)試中的使用問題進行工業(yè)上爐窯熱平衡調(diào)試，對于掌握工業(yè)上爐窯的熱能利用情況，提高產(chǎn)品質(zhì)量，為企業(yè)節(jié)能降耗，降低成本，其經(jīng)濟效益無疑是巨大的。在實際調(diào)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(shù)字信號輸出，在工業(yè)上鍋爐熱平衡調(diào)試中得到首先選用。本文對渦輪流量計在工業(yè)上鍋爐熱平衡調(diào)試中使用的若干問題進行必要的探討及總結(jié)。
在工業(yè)上鍋爐進行的實際情況下，限于各種條件的制約，工業(yè)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?jīng)Q定了在鍋爐上水的主管道管路內(nèi)的流動體，即上水的流動通常表現(xiàn)為紊流的流動過程，即工業(yè)上鍋爐的管道內(nèi)的水流為不規(guī)則的一邊相互混合一邊流動的狀態(tài)，而準確的計量工業(yè)上鍋爐的給水流量和溫度，對于正確地分析熱平衡調(diào)試結(jié)果是十分關(guān)鍵的。渦輪流量計正是由于有數(shù)字信號輸出，相應(yīng)度靈敏才可準確的準時的響應(yīng)水流的紊流變化。在一個時間周期內(nèi)，工業(yè)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(jié)構(gòu)
結(jié)構(gòu)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(zhuǎn)。渦輪旋轉(zhuǎn)次數(shù)是通過機殼外面與渦輪產(chǎn)生的電磁感應(yīng)傳感線圈來檢測的。傳感線圈的電信號經(jīng)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(guān)系的特性，即流量系數(shù)。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(shù)在一定的流量范圍內(nèi)無論流量怎樣變化，總是保持一定的數(shù)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(wěn)定的，即流量的誤差控制在一定的范圍之內(nèi)時，流量必須在某**量以上，這是大多數(shù)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(nèi)。也就是說儀器變化幅度在±5‰之內(nèi)。
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(shù)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(yè)上鍋爐熱平衡調(diào)試來說，也可能實際使用的流體是經(jīng)過省煤器余熱以后的高溫流體，因此為了保證熱平衡調(diào)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(nèi)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(shù)為：
上式中：
K - 0：校驗的流量計流量系數(shù)；
K - ：實際使用的流量計流量系數(shù)；
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(shù)；
β H ：機殼材料的溫度膨脹系數(shù)。
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(yōu)點，但對工業(yè)上鍋爐進行熱平衡調(diào)試時，還是應(yīng)該根據(jù)工業(yè)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(yīng)與現(xiàn)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(yè)上鍋爐進水的*大流量一致，特別要注意工業(yè)上鍋爐的額定負荷，即工業(yè)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(yè)上鍋爐熱平衡調(diào)試中，渦輪流量計的裝置及配管是極重要的環(huán)節(jié)。實踐證明，由于各種原因，引起*后的計算結(jié)果誤差過大，都是由于沒有正確使用裝置的結(jié)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(shù)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(yīng)避免配管震動場合，注意配管有應(yīng)力的場所，并注意配管隨溫度上升產(chǎn)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(yīng)盡量避免使它受到強輻射和其他電器設(shè)備磁場對傳感線匝的影響而出現(xiàn)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(tài)的裝置位置。
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