摘要(yao)：在集中供(gòng)熱自動化(hua)系統中，流(liu)量是體現(xiàn)集中供熱(rè)系統水😄力(lì)平衡和調(diào)節均衡供(gòng)熱必不可(ke)少的參數(shu)之一。流量(liàng)測量主要(yào)用于集中(zhong)供熱的熱(re)源傳輸、熱(rè)力站的流(liu)量監測、熱(rè)用戶的分(fen)戶計量等(děng)方面。随着(zhe)集中供熱(re)工程自動(dong)化程度的(de)提高，工況(kuang)檢測也越(yuè)來越精細(xì)。在集中供(gòng)熱生産過(guo)程中，流量(liàng)作爲整個(ge)系統中的(de)重要參數(shu)，對其測量(liang)顯得尤爲(wèi)重要。因此(ci)，在集中供(gong)熱生産過(guò)程中，流量(liang)計
的選擇(ze)是非常重(zhòng)要的。簡要(yao)介紹熱力(li)集中供熱(rè)系統中常(chang)用流📞量計(jì)，包括渦街(jie)流量計、差(chà)壓流量計(jì)、電磁流量(liàng)計，闡述了(le)其測量原(yuán)理、選用和(hé)安裝要求(qiu)，以🥵期爲日(rì)後的相關(guan)工作💁提供(gòng)參考。
集中(zhong)供熱測量(liàng)的流量是(shi)表示熱水(shuǐ)流過供熱(rè)管道截♊面(miàn)的數量，而(er)集中供熱(re)過程控制(zhì)的精細化(huà)使得🚩集中(zhong)供熱系統(tong)對流量的(de)測量點位(wei)越來越多(duo)，對測🧑🏽🤝🧑🏻量精(jing)度的要求(qiú)不斷提高(gao)。在集中供(gòng)熱系統中(zhong)，測量流量(liàng)是爲了使(shǐ)整個熱網(wang)保持☔平衡(héng)，通過✍️流量(liang)調節🧑🏾🤝🧑🏼保證(zhèng)供熱效果(guo)。這樣做，也(yě)便于與第(di)三🏃🏻♂️方進行(hang)熱源結算(suan)。在集中供(gòng)熱生産過(guò)程中，如何(hé)選取适合(he)的流量計(ji)呢？下面，結(jie)合工作中(zhong)的一些具(ju)體情況做(zuo)一些🧑🏾🤝🧑🏼簡單(dan)的闡述，以(yi)期爲相關(guān)工作者提(ti)供借鑒。
1流(liú)量的概念(nian)和流量計(jì)的分類
流(liu)量是指在(zai)一定時間(jiān)内流過管(guǎn)道某橫截(jié)面流體的(de)體☂️積📞或質(zhi)量。在集中(zhōng)供熱系統(tǒng)中，熱介質(zhì)多爲高溫(wen)水和蒸汽(qi)，因此，在集(jí)中供熱生(shēng)産過程中(zhōng)使用的多(duo)爲體🏃🏻積流(liú)量，通常用(yong)體積流量(liang)表征🚩，用qv表(biao)示，單位爲(wèi)m/h。一般流體(tǐ)在流動過(guò)程中并非(fēi)完全的均(jun)勻流動，測(cè)量時，默認(ren)在某單位(wei)截面上的(de)無限🐅小單(dān)元面積dA上(shàng)的流動速(su)度💁是勻速(sù)的，速度爲(wei)v。此時，流過(guò)此單元面(mian)積上的流(liú)體流🧑🏾🤝🧑🏼量可(kě)寫成dqv＝vdA，而通(tōng)過整個截(jié)面的流量(liang)qv爲qv＝vdA。當整個(gè)截面上🔞的(de)流量分布(bu)是均勻的(de)，約等同于(yú)qv＝vA。質量流量(liàng)與體積流(liu)量的關系(xi)可以表示(shì)爲🍓：
q＝pqv.（1）
式（1）中：p爲(wei)流體的密(mi)度。
對于集(ji)中供熱系(xi)統，瞬時流(liu)量測量是(shi)表征管道(dao)内的實時(shí)流量。同時(shí)，在結算集(ji)中供熱熱(re)量時，很多(duō)情況下都(dou)需要總累(lei)計流量🏒。總(zǒng)累計流量(liàng)是指在一(yi)段時間内(nei)流過管道(dao)的流量總(zǒng)和，即：
V＝∫qvdt.（2）
式（2）中(zhong)：v爲總的體(ti)積量。
通常(cháng)情況下，将(jiāng)測量瞬時(shí)流量的表(biao)計稱爲流(liú)量計，将檢(jian)測累計㊙️流(liu)量的表計(ji)稱爲計量(liàng)表。在集中(zhōng)供熱系統(tǒng)👉中，流量計(ji)有顯示總(zong)量的作用(yòng)。流量是在(zai)動态中測(cè)得的一個(gè)量，所以，流(liu)量測量過(guò)程與流體(tǐ)的物🔞理特(tè)性、流體的(de)工作環境(jìng)、流量計的(de)安裝位置(zhi)等有🥵關。因(yin)此，在實際(ji)工作中，要(yào)全面考慮(lǜ)各種因素(su)，确定流量(liàng)計的類型(xíng)、測量方式(shi)，以及它在(zài)各種工況(kuang)🌐下的運行(hang)情況，這樣(yàng)才能達到(dào)準确測量(liàng)♊的目的。流(liu)量檢測🐉儀(yi)表包括體(tǐ)積流🐇量儀(yí)表和質量(liàng)流量儀表(biǎo)2種。在🚩集中(zhōng)供熱的過(guò)程中，使用(yong)最多的是(shi)體積流量(liàng)儀表🌂，因此(cǐ)，我們隻介(jiè)紹體積流(liú)量儀表。
由(yóu)qv＝vdA可知，當某(mǒu)一管道中(zhōng)流體介質(zhi)的橫截面(miàn)積A确定後(hòu)，測算出流(liu)過此截面(miàn)流體的瞬(shùn)時速度v，就(jiu)可以計算(suan)出此處㊙️流(liú)體💘的體🌈積(ji)流🍓量qv。根據(ju)這個原理(lǐ)制作的儀(yi)表被稱爲(wèi)速度法體(ti)積流量儀(yi)表。速♊度法(fǎ)體積流量(liang)儀表通👣常(chang)分爲
差壓(ya)式流量計(ji)
、電磁流量(liang)計、渦街流(liu)量計和超(chāo)聲波流量(liàng)計等。在集(jí)中供熱系(xì)統中，多使(shi)用的是速(su)度法體積(jī)流量儀表(biǎo)。
2常用流量(liang)計介紹
2.1渦(wo)街流量計(ji)
渦街流量(liàng)計
主要使(shǐ)用在自備(bèi)燃煤鍋爐(lú)出口處，熱(re)力站一次(ci)網回水流(liu)💔量監測中(zhōng)。渦街流量(liang)計是20世紀(ji)後期才慢(man)慢發展起(qǐ)來的，它利(li)用的是流(liu)體振蕩工(gong)作原理。渦(wō)街🧑🏽🤝🧑🏻流量計(ji)分爲卡👌門(mén)渦街和旋(xuan)進⭐式渦街(jie)2類。卡門渦(wō)街運用的(de)是自然振(zhèn)蕩㊙️的卡門(men)渦街原理(li)，旋進式渦(wo)街🏃♀️則是利(li)用強迫振(zhèn)蕩的漩渦(wo)旋進原理(lǐ)。目前，前者(zhě)應🔴用廣泛(fàn)。在集中供(gòng)熱生産過(guò)程中，主要(yào)運用的🔞是(shì)卡門渦街(jie)式🥰的渦街(jie)流量計。
2.1.1測(cè)量原理
在(zài)管道中，垂(chui)直于流體(ti)流向放置(zhì)一個非線(xiàn)性柱體，流(liu)體流量在(zai)流動過程(cheng)中慢慢增(zeng)大到某種(zhǒng)程度後😄，流(liú)體在非線(xiàn)性柱體兩(liang)側💃🏻會交替(tì)産生兩列(liè)規則排序(xù)的漩💁渦，如(ru)圖1所示。
如(ru)圖1所示，兩(liǎng)列漩渦的(de)旋轉方向(xiàng)相反，且從(cong)發生體上(shang)分離🌍出來(lái)，平行但不(bu)對稱，所以(yi)，這兩列漩(xuan)渦被稱爲(wei)卡門渦街(jie)（也稱“渦街(jiē)”）。
渦街流量(liàng)計的結構(gòu)如圖2所示(shi)。如圖2所示(shi)，渦街流量(liang)計的底部(bu)是渦街流(liú)量傳感器(qì)，頭部是轉(zhuan)換電路。渦(wō)街流量傳(chuan)感器包括(kuò)流體介質(zhì)振動檢測(ce)元器件和(he)漩渦生産(chan)體。被測流(liu)體流過漩(xuan)渦産生體(tǐ)時會有規(guī)🌍則的漩渦(wo)生成，此時(shí)👈，漩渦會産(chǎn)㊙️生有規則(ze)變化的升(shēng)力，檢測元(yuan)器件則會(huì)将此轉換(huàn)爲交替的(de)頻率送給(gei)㊙️轉換電路(lù)部分，通過(guò)轉換電路(lù)輸出頻率(lü)信号或4-20MA電(dian)流信号。
2.1.2渦(wo)街流量計(jì)的安裝及(jí)相關注意(yi)事項
渦街(jiē)流量計結(jie)構簡單實(shí)用，安裝程(chéng)序也很簡(jian)化，與經🛀🏻常(cháng)🎯使用的節(jie)流式差壓(yā)流量計相(xiàng)比，可以省(shěng)去引壓管(guan)和
三閥組(zu)
等設備，節(jiē)省維護工(gong)序和經濟(ji)成本。該流(liú)量計适用(yong)的介質種(zhǒng)類比較多(duo)，比如氣體(tǐ)、液體、少部(bù)分的混合(he)流體。另外(wài)，渦街流量(liàng)♉計的測量(liang)精度也比(bi)較高，通常(cháng)爲測量值(zhí)的±0.5%～±1.5%；測量範(fàn)圍㊙️廣，可達(da)10∶1或25∶1；壓損比(bǐ)較小，一般(ban)爲
節流式(shì)孔闆流量(liàng)計
的25%；儀表(biao)适用性強(qiang)。渦街流量(liàng)計的産生(shēng)漩渦很容(rong)易受到‼️流(liú)速不穩定(ding)等因素的(de)幹擾，因此(ci)，在安裝渦(wo)街❄️流量計(jì)時，上遊♈側(cè)至少要有(yǒu)10D的直管段(duàn)，下遊側有(yǒu)5D左右的直(zhi)🍉管段。在選(xuǎn)擇安裝地(dì)點🏃♀️時，應注(zhu)🏒意避免機(jī)械振動，尤(you)其要避免(mian)管道振動(dòng)。
2.2差壓流量(liang)計
對于集(ji)中供熱系(xi)統，差壓流(liu)量計主要(yào)運用在3台(tai)自備鍋爐(lú)🌈的總供水(shui)管的流量(liang)測量和部(bù)分熱力站(zhàn)的一次✂️網(wǎng)回☔水流量(liang)測👈量中。相(xiang)比于其他(tā)流量計，差(cha)壓流量計(ji)的使用要(yao)更早一些(xie)，其♋應用範(fàn)圍更加廣(guang)泛，自然差(chà)壓流量計(ji)的技術也(ye)更成熟一(yī)些。節流差(cha)壓⛹🏻♀️式流量(liàng)計作爲差(chà)壓流量計(ji)，是适用範(fàn)圍最廣的(de)一種。
2.2.1測量(liàng)原理
節流(liú)差壓式流(liú)量計的工(gōng)作原理是(shi)，當流體在(zài)管道内💁流(liu)👣動時，遇到(dao)節流裝置(zhì)，就會實現(xian)壓力能轉(zhuan)換爲動能(néng)的能🧑🏾🤝🧑🏼量轉(zhuan)換過程，由(you)能量轉換(huan)産生壓差(cha)信号。節流(liu)差㊙️壓式流(liú)量計主要(yao)由節流裝(zhuāng)置、
差壓變(biàn)送器
兩部(bu)分組成，也(ye)被稱爲“差(cha)壓式流量(liàng)計”。節流裝(zhuang)置通✌️常分(fèn)爲标準節(jiē)流裝置和(he)非标準節(jie)流裝置，其(qí)作用就是(shì)阻擋管道(dao)中流動的(de)流體，迫使(shǐ)其形成壓(yā)力差。系統(tong)的節流裝(zhuāng)置由節流(liu)原器件、取(qu)壓裝置和(hé)測量引管(guǎn)3部分組成(cheng)。
孔闆流量(liang)計
作爲節(jiē)流式差壓(yā)計的一種(zhǒng)，其使用範(fàn)圍特别廣(guang)。目前，在集(ji)中🌈供熱系(xì)統中，有很(hěn)多檢測處(chu)都使用的(de)是孔闆流(liú)量計，其主(zhu)要是由标(biāo)準孔闆和(he)差壓變送(sòng)器組成的(de)。
2.2.2節流式差(cha)壓變送器(qì)優劣勢
節(jiē)流式差壓(ya)變送器的(de)優勢是：①國(guó)際通用，應(yīng)用曆史長(zhang)，經🔞驗數據(jù)豐富；②一次(cì)件和二次(cì)儀表可分(fèn)開生産🌈供(gòng)給，易于大(dà)批量生産(chǎn)，降低成本(běn)，便于采購(gòu)；③測量介質(zhi)寬，适合液(yè)體⭐和氣體(ti)🔆。
節流式差(cha)壓變送器(qì)的不足有(yǒu)：①對安裝直(zhi)管段要求(qiu)高，一般要(yao)求🈲10D以上；②長(zhǎng)期使用精(jing)度嚴重下(xià)降，必須強(qiang)制周🧑🏾🤝🧑🏼期檢(jian)定；③有不可(ke)恢複壓力(li)降，屬于高(gao)能耗流量(liàng)💯計；④量程窄(zhǎi)，法蘭裝夾(jiá)式，維護工(gong)作量大；⑤不(bu)耐髒污，計(ji)量供暖水(shuǐ)易短期失(shī)效（有顯示(shi)值，但與實(shí)際值偏差(cha)比較大）。
2.3電(dian)磁流量計(jì)
在集中供(gong)熱系統中(zhong)，
電磁流量(liàng)計
主要運(yun)用在一二(èr)号隔壓站(zhan)測試流量(liang)以及電廠(chang)出🔅口處的(de)測量中。近(jin)年來，電磁(cí)流量計也(ye)被廣泛應(ying)用于不🌈斷(duan)推廣的熱(rè)用戶結算(suan)的分戶計(ji)量中。電磁(ci)流量計是(shi)以法拉第(di)電磁定律(lǜ)爲原理制(zhi)造的測量(liàng)流量的表(biǎo)計，其優點(dian)比較多，比(bi)如可測流(liú)量的範圍(wéi)廣，流量比(bǐ)值可以達(dá)到20∶1以上，可(ke)測量的管(guǎn)徑範圍大(da)，最💛大可達(dá)3m，測量精度(dù)很高，可測(ce)量适當電(dian)導率範圍(wéi)内的水、腐(fǔ)蝕性液體(tǐ)、酸堿等各(ge)種流體流(liú)量。但是，電(dian)磁流量計(jì)也有其缺(quē)點，它不能(néng)檢測氣體(tǐ)、蒸汽和純(chun)淨👨❤️👨水的流(liú)量。
2.3.1工作原(yuan)理
在某磁(cí)場中，導體(tǐ)作切割磁(cí)力線運動(dong)時，在導體(ti)中會産生(sheng)感應電勢(shì)，感應電勢(shì)的大小與(yu)導體在磁(cí)場中的有(yǒu)效長度和(hé)導體在磁(cí)場做垂直(zhi)于磁場方(fāng)向運動的(de)㊙️速度成正(zheng)比。其工作(zuò)原理如圖(tu)⭕3所示。
導電流體(ti)在磁場中(zhōng)做垂直方(fang)向流動而(er)切割磁力(li)線時，會在(zai)管道兩邊(bian)的電極上(shang)産生電勢(shi)。感應電動(dong)勢的方向(xiàng)由右手定(dìng)👨❤️👨則判定，感(gǎn)應電勢的(de)大小由式(shi)👌（3）确定，即🈲：
Ex＝BDv.（3）
式(shì)（3）中：Ex爲感應(ying)電勢，V；B爲磁(ci)感應強度(du)，T；D爲被測管(guan)道内徑☎️，m；v爲(wei)👣測量🍓流體(ti)的平均流(liu)速，m/s。
體積流(liu)量Qv等于流(liú)體的流速(sù)v與管道截(jié)面積（πD2）/4的乘(chéng)積💔，即Qv＝πD2v/4.将其(qi)代入式（3）中(zhong)可得：Qv＝πDEx/4B.由此(cǐ)可知，在被(bèi)測管道内(nei)徑D已确定(ding)，且磁感🏃♂️應(yīng)強度B保持(chí)不變時，被(bèi)測Qv與B呈線(xiàn)性比例關(guān)系。如果同(tóng)時各插入(ru)一根電極(ji)于管道兩(liǎng)側，就可引(yǐn)入⛱️Ex，即可測(cè)得Ex的大小(xiǎo)，從而可以(yi)計算出Qv的(de)值。
2.3.2選擇時(shi)的注意事(shì)項
在集中(zhong)供熱系統(tǒng)中，選用合(hé)适的電磁(cí)流量計會(hui)事半💋功倍(bèi)——不僅可以(yǐ)節約成本(ben)，還可以獲(huò)得準确的(de)測量值。因(yīn)此，在選用(yong)電🍉磁流量(liàng)計時，應注(zhù)意以下幾(ji)點㊙️：①使用電(diàn)磁流量計(ji)測量時，被(bèi)測💋流體介(jiè)質必須爲(wèi)導電的液(yè)體。集中供(gòng)熱生産過(guò)程中的介(jiè)質爲非純(chún)淨熱水，正(zhèng)好符合要(yào)求。②使用🏃電(diàn)磁流量計(ji)測量時，其(qí)口徑本身(shēn)應該小于(yu)測量管道(dào)的💃🏻内徑。測(ce)量時，管🥵内(nei)液💰體的流(liu)量㊙️也要符(fú)合要求，一(yī)般情況下(xià)應超過滿(man)量程的1/2以(yǐ)上。③使用電(diàn)磁⭐流量計(ji)測量時的(de)工作壓力(li)必🛀🏻須以其(qí)額定工作(zuò)壓力作爲(wèi)上限。④使用(yong)電磁流🆚量(liàng)計測量時(shi)，被測溫度(dù)一般不超(chao)過200℃。
2.3.3在集中(zhōng)供熱系統(tong)中安裝的(de)注意事項(xiàng)
在集中供(gòng)熱系統中(zhong)安裝電磁(ci)流量計時(shí)應注意以(yǐ)下幾點：①電(dian)磁流量計(jì)的安裝位(wei)置可以是(shi)水平的，也(ye)可是垂直(zhi)的，但🐅是，必(bì)須根據現(xian)場實際情(qíng)況和運行(háng)環境來确(que)定，同時，要(yao)遵🔴循各廠(chang)家針對流(liu)量計的安(an)裝提出的(de)要求。②在安(an)💘裝電磁流(liu)量計時，要(yao)注意電磁(ci)👄幹擾（遠離(li)比如循環(huan)水泵🤩、補水(shuǐ)泵、變壓器(qi)等），要正确(què)⭐接地。③作爲(wei)速度式流(liú)量計的一(yī)種，使用電(dian)磁流量計(jì)❌進行測量(liàng)工作時，會(huì)受到流速(sù)不均等因(yīn)素的影響(xiǎng)，測量誤差(cha)會比較大(dà)。因此，在安(ān)裝電磁❌流(liú)量計時，在(zai)确定位置(zhi)時，要注意(yi)前面管道(dao)❗必須保持(chi)留有10D左右(yòu)的直管段(duàn)，以免影‼️響(xiǎng)電磁流量(liang)計的正常(chang)使用。
3總結(jie)
在集中供(gòng)熱生産過(guò)程中，選擇(zé)流量計時(shi)必須注意(yì)設計要求(qiu)♊、經濟效益(yi)和适合特(tè)定類型流(liú)量計工作(zuo)的工況。每(měi)種流量計(ji)都有其特(tè)定的測量(liang)介質範圍(wei)，也有其特(tè)定的工作(zuò)環🐅境，因此(cǐ)，我們必🔞須(xū)根據集中(zhong)🌍供熱的具(jù)體生産情(qíng)況，然後結(jie)合流量計(jì)本身的工(gōng)作特點及(jí)其經濟性(xing)，選擇⚽合适(shì)的流量計(jì)。
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