Lưu lượng kế xoáy đo hơi nước

Lưu lượng kế xoáy trả lời câu hỏi về hơi nước. Khi một nhà máy muốn biết mình đang mua vào, đang chuyển hay đang để mất bao nhiêu năng lượng, môi trường đo thường là hơi nước hoặc khí nén, và những thiết bị đo chất lỏng dẫn điện thì vô dụng với cả hai. Lưu lượng kế xoáy đo chúng mà không có một bộ phận chuyển động nào, và sự kết hợp đó là lý do nó đứng ở đầu của gần như mọi bảng hạch toán năng lượng của phân xưởng lò hơi.

Đổi lại, nó đòi một dòng chảy mà nó đếm được. Thiết bị đọc một nhịp chứ không đọc một mức hay một áp suất, và một nhịp thì cần sự tách xoáy đều đặn, đó là vì sao các điều kiện quanh thân đo quan trọng không kém bản thân thân đo.

Phép đo được thực hiện như thế nào

Một vật cản được cố định ngang qua lòng ống. Khi hơi nước đi qua nó, các xoáy tách ra luân phiên từ hai bên, và mỗi xoáy tách ra lấy đi một xung áp suất nhỏ từ mép phía sau nó. Một cảm biến trong thân phát hiện sự luân phiên đó và phần điện tử đếm nó. Trên dải mà thân đo được thiết kế cho, tần số đếm tỷ lệ với vận tốc, nên một lòng ống đã biết đổi tần số đó thành một thể tích mỗi giờ.

Việc tín hiệu là một tần số chính là điều khiến kiểu đo này trụ được trong nhiệm vụ này. Một tần số không bị trôi theo cách mà một dải đo tương tự bị trôi, và nó không cần một phần tử chuyển động mà hơi nước cùng nhiệt độ sẽ làm kẹt sau cùng. Điều nó cần là môi trường đo duy trì một pha khi còn ở bên trong lưu lượng kế. Các giọt lỏng trong hơi nước ẩm làm nhiễu sự tách xoáy, và một khí ngưng tụ bên trong thân cũng gây ra điều tương tự, đó là vì sao tài liệu nói rõ rằng thiết bị không được chào cho dòng hai pha, và vì sao một bộ tách hơi khô đặt phía trước thường là một phần của lời giải chứ không phải một dự án riêng.

Thân đo phải chịu đựng được những gì

Hai tập điều kiện độc lập tác động lên thiết bị, và chúng thường được nêu riêng vì những bộ phận khác nhau phải chịu chúng. Điều kiện của môi trường đo - nhiệt độ, áp suất, hơi nước là bão hòa hay quá nhiệt - do thân đo, cảm biến và phần làm kín đảm nhận. Điều kiện môi trường xung quanh - rung động, thời tiết, đường ống có được bọc cách nhiệt hay không và khoảng trống quanh đầu đo nóng tới mức nào - do vỏ đảm nhận, và qua nhiều năm, do phần điện tử.

Tài liệu đứng sau trang này mô tả dạng đầu bảng có thân dày hơn cho các đường ống mang rung tần số cao và một cụm cảm biến trên giá đỡ tiết diện vuông, đó là lời giải cho tập điều kiện thứ hai hơn là tập thứ nhất. Điểm này đáng lưu ý, vì rung động ở đúng tần số tách xoáy không phân biệt được với dòng chảy: một lưu lượng kế đang rung không chỉ là chỉ sai, nó đang đọc một thứ không hề có ở đó.

Số đọc thể tích và số đọc đã bù trừ

Thứ mà một lưu lượng kế xoáy tạo ra là một thể tích, và với hơi nước cùng khí, thể tích hiếm khi là con số bên mua cần. Một mét khối hơi nước ở áp suất này chứa một lượng năng lượng khác với một mét khối ở một áp suất khác, nên một số tổng lấy mà không bù trừ sẽ thay đổi mỗi khi tải lò hơi hoặc áp suất đường ống thay đổi, ngay cả khi cùng một lượng năng lượng đã được truyền đi.

Bù trừ sửa điều đó bằng cách đo nhiệt độ và áp suất rồi đổi thể tích thành một trị khối lượng hoặc một trị thể tích chuẩn. Nó có thể bố trí tích hợp, với phần cảm biến đặt ngay trên lưu lượng kế, hoặc bố trí tách rời, với một bộ tính lưu lượng nhận một cảm biến nhiệt độ và một bộ truyền áp suất bên ngoài. Tài liệu mô tả cách bố trí tách rời là cách dành cho hơi nước quá nhiệt, các đường ống nhiệt độ cao và hệ ống đi trên cao, đó là một phân biệt thực tế: các điểm cảm biến phải với tới được và đặt đúng chỗ, và trên một đường ống nóng chạy phía trên thì việc đó dễ bố trí hơn khi rời khỏi lưu lượng kế.

Việc có cần bù trừ hay không là câu hỏi về bảng hạch toán đang được lưu, không phải về thiết bị. Một đường ống chỉ đo để xem nó có đang chạy hay không thì không cần bù trừ; một đường ống đo để tính tiền năng lượng thì cần.

Lắp đặt và đoạn ống thẳng

Thân đo phải thấy một phân bố dòng ổn định và không xoắn, và tài liệu đưa 10 DN phía trước và 5 DN phía sau như yêu cầu thông thường. Những con số đó thuộc về thiết bị chứ không thuộc về hiện trường, nên khi khoảng trống có được ngắn hơn, bố trí phải được chốt trước khi đặt hàng lưu lượng kế chứ không phải sau đó. Một nhiễu động nằm gần thân - một chỗ uốn cong của ống, một van mở hé, một đoạn thu nhỏ, một ống bảo vệ (thermowell) - đều bị đọc thành một thay đổi lưu lượng và hiện ra như một sai số mà không phép hiệu chuẩn nào loại được.

Hai điểm nữa từ tài liệu đáng đưa vào việc lắp đặt. Việc hàn nên hoàn tất trước khi lắp lưu lượng kế, vì dòng điện hàn đi qua thiết bị có thể làm hỏng phần điện tử của nó ngay cả khi thiết bị không được cấp điện. Và tư thế lắp đặt là một phần của nhiệm vụ: một thân đặt phía trên một đường ống nóng sẽ già đi nhanh hơn một thân đặt lệch bên, nên các lắp đặt hơi nước và khí nhiệt độ cao được khuyến nghị đặt giá đỡ thân nghiêng khỏi phương đứng.

Hạn chế của phép đo và lưu ý khi chọn

Tài liệu nói thẳng rằng thiết bị không được chào cho hơi nước ẩm hay dòng hai pha, và đó là hạn chế đầu tiên cần kiểm tra chứ không phải hạn chế cuối cùng. Hạn chế thứ hai là vận tốc: dưới một con số nhất định sự tách xoáy không còn đều, và đầu dưới của dải đo bị quyết định bởi vật lý của thân đo chứ không bởi một giới hạn điện tử, đó là vì sao một đường ống quá cỡ so với lưu lượng của nó tạo ra một lắp đặt xoáy kém.

Tài liệu cũng để ba con số chưa chốt, và chúng là những con số mà bên mua thường so sánh trước tiên. Tỷ lệ dải được đưa theo ba cách khác nhau - 8:1 ở các mật độ tham chiếu đã nêu, 1:6 đến 1:25 cho dạng thông thường, và tới 1:30 trong danh sách đặc điểm - và chính tài liệu lưu ý rằng tỷ lệ này thay đổi theo mật độ của môi trường đo, nên không con số nào trong ba con số có thể áp cho một môi trường đo tùy ý mà không kiểm tra. Nhiệt độ của môi trường đo được đưa theo hai cách chia chồng nhau. Độ chính xác được diễn đạt vừa theo cấp chính xác vừa theo phần trăm của số đọc, hai đại lượng khác nhau và không nên đổi từ cái này sang cái kia. Cả ba điểm đều được liệt kê bên dưới như những thông tin cần thiết thay vì được giải quyết ở đây.

Đặt hàng

Các hạng mục quyết định câu trả lời là môi trường đo và việc nó là hơi nước, khí hay chất lỏng; hơi nước có khô hay không; lưu lượng nhỏ nhất, bình thường và lớn nhất; nhiệt độ và áp suất của môi trường đo cùng việc chúng có thay đổi hay không; đường kính ngoài của ống kèm chiều dày thành ống và tiêu chuẩn mặt bích; có yêu cầu một trị khối lượng hay một trị thể tích chuẩn đã bù trừ hay không; các đầu ra và thiết bị sẽ đọc chúng; tại điểm lắp đặt có nguồn hay không; và đoạn ống thẳng có được ở phía trước và phía sau. Một mô tả đường ống kèm bản phác thảo điểm dự kiến là đủ để phát hành một báo giá bao trùm, sau đó có thể tinh chỉnh khi vị trí được thống nhất. Số lượng, cảng đến và ngày giao hàng yêu cầu hoàn tất yêu cầu báo giá.