1.存在的問題
0.7MPa蒸汽經(jīng)DN80閥門放常壓。渦街流量計顯示的流量僅為1.5t/h,懷疑嚴重偏低。
提問者是江蘇一家熱電公司，該公司所屬區(qū)域有一家熱水店買該熱網(wǎng)的蒸汽生產(chǎn)開水，然后用槽車運送到洗浴中心等熱用戶。
該蒸汽計量點及相關(guān)管道如圖2.25所示。其中渦街流量計采用ABG儀表集團的DY080井在FC6000流量演算器中完成溫度壓力補償。

開水店的老板摸索出了每生產(chǎn)1t開水所耗蒸汽量同加熱時蒸汽瞬時流量的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)將閥門V2開足，單耗，這時1t汽可燒30t開水。為此，老板賺得了豐厚的利潤。
熱電公司的管理人員去現(xiàn)場巡查時發(fā)現(xiàn)，蒸汽總管內(nèi)壓力為0.7MPa，而流量計出口處壓力在0.22-0.26MPa之間變化，溫度為260℃，此時的蒸汽流量顯示值為1.5t/h，而且渦街流量計處有嘯叫聲，顯然流過渦街流量計的蒸汽流速非常高，又聽說開水店的蒸汽單耗如此，初步判斷這套流量計嚴重偏低。
熱電公司處理這件事先從流量計出口端壓力偏低入手，于是在流量計上游的DN80管道旁又增設(shè)了一路DN65的管道，兩根管道并聯(lián)使用，以降低管道上的壓力損失。但運行結(jié)果，效果不顯著，只是流量計前面和后面的壓力略有升高，計量值偏低的情況并無改觀。
2.分析與診斷
先從流量計前后壓力計算流過渦街流量計的平均流速。因為流體流過渦街流量計時量計前后壓差同流速之間有下面的關(guān)系:

式中：△P—壓力損失，MPa;
ρ—流體密度。kg/m3;
v—流速，m/s。
流量計出口處壓力以0.24MPa計，在溫度為260℃時，蒸汽密度為ρ=1.4kg/m3，蒸汽總管壓力為0.7MPa?？鄢赝緣毫p失，到流量計上游約為P1=0.5MPa，然后計算壓損
△P=0.5-0.24=0.26MPa
代入式中，得

基于上述計算結(jié)果，為熱電公司提了三點建議:
①限制用戶端的閥門V2的開度，將瞬時流量限制在DN80渦街流量計允許的上限流量以下;
②將渦街流量計(連同溫度壓力測量元件)移至距總管較近的位置;
③將渦街流量計通徑適當放大，使得V2開足時，流過渦街流量計的流速也不超過其允的流速80m/s。
首先個方法如果能得以實現(xiàn)，既能保證計量準確度，又不用增加開支。但是需方反。因為瞬時流量減小就意味著開水店單耗升高。而且因為V2閥門屬用戶資產(chǎn)，閥門的開供方無權(quán)約束，也沒有違反雙方已訂的協(xié)議。
第二個方法是基于式(2.29)所示的關(guān)系:

式中 v—流速，m/s；
qm—質(zhì)量流量，kg/s，
ρf—(某一段)管道內(nèi)蒸汽密度，kg/m3；
A—管道流通截面積。m2。
在管道內(nèi)蒸汽高速流動的條件下，管道上的壓損增大，流量計前移則流量計安裝地的蒸汽壓力相應(yīng)升高。壓力的升高使得對應(yīng)的蒸汽密度ρf增大，從而降低流過發(fā)生體的汽流速。但若只移位不換大口徑，并不能解決根本問題。
關(guān)于流速高于80m/s后流量計偏低這個問題，只見有過零星報道，未見有人做過專門研究。
ABG儀表集團的資料中給出了斯特羅哈爾數(shù)Sr與雷諾數(shù)的關(guān)系，如圖2.26所示，但并未說流速高于80m/s的上限流速后誤差的方向。
從渦街流量計現(xiàn)場實際運行情況，制造廠用“漏脈沖”現(xiàn)象解釋，即流速高于上限流速，渦街流量傳感器輸出的頻率與流速成正比的關(guān)系就被破壞，而且流速越高，漏脈沖的現(xiàn)象越嚴重。
在上面的實例中，按照溫度壓力參數(shù)和流速的數(shù)據(jù)計算，流過渦街流量計的流量應(yīng)有10.3t/h，但儀表的顯示值只有1.5t/h，只相當于實際流量的1/7。顯然被漏掉的脈沖不是少數(shù)，而是多數(shù)。
由于儀表通徑換大后，流過流量計的流速降低，所以流量計出口端壓力也會顯著升高，從而將流速降到80m/s以下。
3.反饋的信息
①提問者采納了第三個建議，將渦街流量計公稱通徑換成DN150，并按規(guī)定配置DN150的前后直管段，從而實現(xiàn)正常側(cè)量。流量示值上升到11t/h.
②由于流量計示值不再嚴重偏低，用過熱蒸汽燒開水的生意無利可圖，開水店只得關(guān)門大吉。
4.討論
(1)負荷的特殊性
本實例所討論的是一種性質(zhì)特殊的熱負荷流量測量問題。普通的熱負荷，管道的公稱通徑都是按管道內(nèi)的蒸汽經(jīng)濟流速經(jīng)設(shè)計計算確定的，流速一般不高于30m/s，而品質(zhì)優(yōu)良的渦街流量計，流速為76-80m/s時仍能保證規(guī)定的精確度。為了擴大范圍度，在確定渦街流量計公稱通徑時，通常采用縮徑的方法，如5.17節(jié)所討論的那樣。但在本例中不僅不要縮徑，反而要擴徑。因為此類負荷不需要計算管內(nèi)的經(jīng)濟流速，要么不開，一開就將控制閥全開，以致管內(nèi)流速升到100m/s以上，輕者引起流量示值偏低，重者將旋渦發(fā)生體沖壞。
處理此類問題的常用方法有兩個:一是限制管內(nèi)流速，例如在蒸汽支管的適當部位裝限流孔板，這樣不僅能使渦街流量計測量管內(nèi)的流速不致超上限，而且也消除突然增加的負荷對熱網(wǎng)的沖擊;二是局部擴管，裝上公稱通徑足夠大的渦街流量計，如本節(jié)的前面一段所述。
(2)浴室的負荷與本例具有相同的性質(zhì)
大多數(shù)單位都有浴室，浴室的熱水箱如果是用蒸汽加熱，則管內(nèi)蒸汽一般郁達到很高的流速，需要采取與上述相同的方法來處理。