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Wv-i系列插入式抗振型渦街流量計(jì) 在換熱站熱水計(jì)量方面的應(yīng)用案例
在北方許多熱水站供熱的過(guò)程中，熱電廠產(chǎn)生的高溫蒸汽(或高溫的熱水)先通過(guò)換熱站轉(zhuǎn)化成普通溫度的熱水，再經(jīng)由熱水管網(wǎng)傳輸?shù)礁鱾€(gè)居民小區(qū)里用于供暖，出于對(duì)熱量貿(mào)易結(jié)算的需求，要對(duì)輸送到小區(qū)的熱水水量進(jìn)行精確計(jì)量，因此，該換熱站的流量檢測(cè)非常重要。
該熱水測(cè)量的主要難題在于：
1. 北方水中含有大量以可溶性鈣鎂化合物為主的容易結(jié)垢的礦物質(zhì)，企業(yè)為生產(chǎn)安全，通常用離子交換法對(duì)其進(jìn)行軟化處理，但經(jīng)過(guò)軟化處理的水仍然含有大量的鈣鎂離子，當(dāng)熱水溫度升高，其飽和指數(shù)降低，所能溶解的礦物質(zhì)成分也就越少，因此，熱水輸送過(guò)程中的很容易出現(xiàn)結(jié)垢現(xiàn)象。
2. 房地產(chǎn)業(yè)的過(guò)度發(fā)展，導(dǎo)致很多小區(qū)入住率非常低，有的甚至不足1/10，而對(duì)于這些用戶也必須要供熱，在這種情況下，換熱站實(shí)際供水量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于設(shè)計(jì)值，導(dǎo)致熱水流速非常低，低流速直接導(dǎo)致了流量信號(hào)微弱，同時(shí)也使得水中微小的臟污，無(wú)法被沖刷，不斷沉積形成水垢，附在管道內(nèi)壁或者儀表接液部位。
3. 該測(cè)點(diǎn)熱水除了供暖之外并無(wú)其他用途，因此對(duì)水質(zhì)沒(méi)有特殊要求，同時(shí)為了防止用戶在熱水輸送過(guò)程中偷水，該水通常水質(zhì)較差，臟污程度較高，也加劇了水在輸送過(guò)程中的結(jié)垢。
在此類(lèi)測(cè)點(diǎn)中，對(duì)于普通差壓式流量計(jì)而言，結(jié)垢會(huì)使得導(dǎo)壓孔/管堵塞，差壓無(wú)法傳遞，短時(shí)間之內(nèi)就失去作用，已經(jīng)被公認(rèn)為無(wú)法檢測(cè)。對(duì)于電磁流量計(jì)而言，管壁結(jié)垢層導(dǎo)電，但又不參與切割磁力線運(yùn)動(dòng)，因而表現(xiàn)為等效于在測(cè)量電極間接入漏電阻，直接導(dǎo)致測(cè)量值偏低及測(cè)量下限抬升，從而產(chǎn)生較大計(jì)量漏損。而對(duì)于超聲波流量計(jì)來(lái)說(shuō)，較厚的結(jié)垢層導(dǎo)致超聲波因污物對(duì)于聲波的吸收、折射，使接收器收到的聲波強(qiáng)度嚴(yán)重衰減，難以測(cè)得流量信息，易出現(xiàn)有流量無(wú)指示的情形，不能計(jì)量，繼而產(chǎn)生較大計(jì)量漏損。
上述流量計(jì)的使用失敗都是由于結(jié)垢或附在管壁上影響流量計(jì)工作，或堵塞傳遞信號(hào)的孔/洞導(dǎo)致無(wú)法測(cè)量，而要解決結(jié)垢這一問(wèn)題，除了通過(guò)破壞結(jié)垢條件來(lái)阻止結(jié)垢發(fā)生和對(duì)已形成的水垢進(jìn)行清除處理之外并無(wú)其他辦法，而當(dāng)前清除工業(yè)管道結(jié)垢的幾種常用方式：
1. 酸洗：用稀鹽酸、除垢劑等弱酸對(duì)管道進(jìn)行清洗，由于水質(zhì)時(shí)刻在改變，酸的劑量難以控制，同時(shí)酸洗過(guò)程也會(huì)對(duì)設(shè)備和管道造成腐蝕，降低壽命，此外在清洗維護(hù)時(shí)，會(huì)浪費(fèi)想當(dāng)可觀的能源，還會(huì)對(duì)用戶使用熱水造成影響。
2. 反沖洗：操作方便，安全可靠，可不停機(jī)進(jìn)行，但是只能沖去生物黏泥和松軟的污垢，清洗不徹底，需要經(jīng)常添加除垢緩蝕劑以及排污，費(fèi)用較高。
3. 人工機(jī)械清洗：方便可靠，不產(chǎn)生化學(xué)廢液，但是勞動(dòng)強(qiáng)度大，清洗不徹底，影響正常供熱。
此外還有一些其他方式，從中我們可以看出，除垢的成本并不低，而在源頭對(duì)原水進(jìn)行處理的方法，雖然效果明顯，但成套水處理設(shè)備價(jià)格高昂，對(duì)于僅用作熱水供熱的換熱站來(lái)說(shuō)，負(fù)擔(dān)太重，而且完全沒(méi)有必要。
因此，該測(cè)點(diǎn)也被行業(yè)列入測(cè)量難點(diǎn)，未找到精確且耐臟污的解決方案，如果流量計(jì)能夠耐臟污，那么所有的問(wèn)題都可以迎刃而解。
我公司在渦街流量計(jì)的研發(fā)階段首先解決了制約渦街流量計(jì)的主要問(wèn)題—對(duì)振動(dòng)干擾敏感的問(wèn)題，獲得遙遙領(lǐng)先的重大突破，所以在此類(lèi)測(cè)點(diǎn)中，我公司產(chǎn)品由于擁有經(jīng)過(guò)國(guó)家權(quán)威部門(mén)認(rèn)證的抗振能力，完全能夠準(zhǔn)確識(shí)別低流速導(dǎo)致的微弱信號(hào)，在此基礎(chǔ)上我公司研發(fā)的Wv-i系列插入式抗振型渦街流量計(jì)：擁有獨(dú)特的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，沒(méi)有各種傳遞信號(hào)的縫隙和孔洞，不易粘附臟污，能夠徹底將渦街流量計(jì)的抗臟污性能發(fā)揮出來(lái)，同時(shí)由于卡門(mén)渦街有強(qiáng)大的剝離作用，臟物不容易吸附上去。
2007年12月，我公司將研發(fā)成功的Wv-i插入式抗振型渦街流量交付山東青島某熱電廠使用，將該流量計(jì)安裝在換熱站熱水總管上，現(xiàn)場(chǎng)流體（換熱站進(jìn)水）臟污程度較高，管壁結(jié)垢嚴(yán)重，經(jīng)過(guò)4年的使用（期間未經(jīng)任何維護(hù)），我公司將該渦街流量計(jì)進(jìn)行返廠檢查，情況如下：
1. 發(fā)現(xiàn)管道內(nèi)部結(jié)垢現(xiàn)象嚴(yán)重，從下圖可以看到：位于管道上方的法蘭總成內(nèi)壁已有10mm厚的結(jié)垢。
2. 流量計(jì)探頭上附有 1～2mm 厚度污物，污物厚度遠(yuǎn)低于管壁處結(jié)垢。推測(cè)原因在于，探頭插在管道中心處，而中心流速較高，令污物難于沉著，因而探頭結(jié)垢較少，特別是在探頭內(nèi)壁，前/后渦街發(fā)生體表面、傳感器表面結(jié)構(gòu)層更薄，推測(cè)原因在于渦街的強(qiáng)力沖刷作用。
3. 為確定探頭結(jié)垢對(duì)于精度的影響程度，在4 個(gè)流速點(diǎn)下，分別對(duì)比檢定測(cè)試，測(cè)試記錄如下：
根據(jù)上述標(biāo)定測(cè)試記錄得出結(jié)論，此種程度的臟污，造成流速測(cè)量-1.25％的附加測(cè)量誤差，這一檢測(cè)結(jié)果與理論分析吻合：原因在于，附著污物使后發(fā)生體寬度增大，導(dǎo)致儀表系數(shù)下降。
同時(shí)，由于管壁結(jié)垢，致使實(shí)際管徑變小，按結(jié)垢厚度10mm 計(jì)算，管道流速面積縮減8.69％，而流量計(jì)依舊采用原管徑計(jì)量，導(dǎo)致流量計(jì)量值偏大，加之污物導(dǎo)致的探頭測(cè)量偏小1.25％，最終表現(xiàn)為流量計(jì)量偏大8.15％。
總結(jié)：
1. 插入式渦街流量計(jì)在此處臟污及結(jié)垢對(duì)于流量計(jì)測(cè)量能力（量程比）未見(jiàn)影響，但精度下降，表現(xiàn)為流量計(jì)量值偏大，計(jì)量漏損為負(fù)值。為避免需方（用熱方）損失，應(yīng)進(jìn)行除垢處理。如不考慮1.5 級(jí)精度（即誤差低于±1.5％）的保證，則無(wú)須維護(hù)，臟污不會(huì)導(dǎo)致小流量測(cè)量能力下降、計(jì)量誤差超常的情況發(fā)生。
2. 許多像水一樣看似潔凈的流體在各種不同工況條件的運(yùn)行過(guò)程中也會(huì)出現(xiàn)臟污和結(jié)垢的現(xiàn)象，將會(huì)大大影響流量計(jì)的正常工作，給貿(mào)易結(jié)算帶來(lái)爭(zhēng)端，嚴(yán)重影響了企業(yè)正常的生產(chǎn)運(yùn)行。因此耐臟污的流量計(jì)在生產(chǎn)中很有必要。
3. 我公司產(chǎn)品在上述測(cè)點(diǎn)的使用情況，直接證明了我公司產(chǎn)品獨(dú)特結(jié)構(gòu)在該類(lèi)實(shí)際場(chǎng)合應(yīng)用中所實(shí)現(xiàn)的優(yōu)異的抗污能力。
我公司正在研發(fā)自吹掃插入式抗振型渦街流量計(jì)，其特點(diǎn)在于：
a. 繼承Wv-i系列國(guó)際先進(jìn)的抗振、量程比、低壓損、低直管段需求性能，展現(xiàn)優(yōu)異的現(xiàn)場(chǎng)適應(yīng)能力。
b. 在基本不影響流量計(jì)檢測(cè)的前提下，定期使用水、蒸汽等潔凈流體，自動(dòng)通入流量計(jì)流通本體之內(nèi)進(jìn)行噴射吹掃，從而解決污物附著的問(wèn)題。避免人工維護(hù)，使流量計(jì)變得真正可用。該功能的實(shí)現(xiàn)，將顛覆對(duì)傳統(tǒng)吹掃的認(rèn)知，大大提高我公司產(chǎn)品的抗污能力。