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Wv-i系列插入式抗振型渦街流量計 在換熱站熱水計量方面的應(yīng)用案例
在北方許多熱水站供熱的過程中，熱電廠產(chǎn)生的高溫蒸汽(或高溫的熱水)先通過換熱站轉(zhuǎn)化成普通溫度的熱水，再經(jīng)由熱水管網(wǎng)傳輸?shù)礁鱾€居民小區(qū)里用于供暖，出于對熱量貿(mào)易結(jié)算的需求，要對輸送到小區(qū)的熱水水量進行精確計量，因此，該換熱站的流量檢測非常重要。
該熱水測量的主要難題在于：
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其進行軟化處理，但經(jīng)過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，熱水輸送過程中的很容易出現(xiàn)結(jié)垢現(xiàn)象。
2. 房地產(chǎn)業(yè)的過度發(fā)展，導(dǎo)致很多小區(qū)入住率非常低，有的甚至不足1/10，而對于這些用戶也必須要供熱，在這種情況下，換熱站實際供水量遠遠小于設(shè)計值，導(dǎo)致熱水流速非常低，低流速直接導(dǎo)致了流量信號微弱，同時也使得水中微小的臟污，無法被沖刷，不斷沉積形成水垢，附在管道內(nèi)壁或者儀表接液部位。
3. 該測點熱水除了供暖之外并無其他用途，因此對水質(zhì)沒有特殊要求，同時為了防止用戶在熱水輸送過程中偷水，該水通常水質(zhì)較差，臟污程度較高，也加劇了水在輸送過程中的結(jié)垢。
在此類測點中，對于普通差壓式流量計而言，結(jié)垢會使得導(dǎo)壓孔/管堵塞，差壓無法傳遞，短時間之內(nèi)就失去作用，已經(jīng)被公認為無法檢測。對于電磁流量計而言，管壁結(jié)垢層導(dǎo)電，但又不參與切割磁力線運動，因而表現(xiàn)為等效于在測量電極間接入漏電阻，直接導(dǎo)致測量值偏低及測量下限抬升，從而產(chǎn)生較大計量漏損。而對于超聲波流量計來說，較厚的結(jié)垢層導(dǎo)致超聲波因污物對于聲波的吸收、折射，使接收器收到的聲波強度嚴重衰減，難以測得流量信息，易出現(xiàn)有流量無指示的情形，不能計量，繼而產(chǎn)生較大計量漏損。
上述流量計的使用失敗都是由于結(jié)垢或附在管壁上影響流量計工作，或堵塞傳遞信號的孔/洞導(dǎo)致無法測量，而要解決結(jié)垢這一問題，除了通過破壞結(jié)垢條件來阻止結(jié)垢發(fā)生和對已形成的水垢進行清除處理之外并無其他辦法，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、除垢劑等弱酸對管道進行清洗，由于水質(zhì)時刻在改變，酸的劑量難以控制，同時酸洗過程也會對設(shè)備和管道造成腐蝕，降低壽命，此外在清洗維護時，會浪費想當(dāng)可觀的能源，還會對用戶使用熱水造成影響。
2. 反沖洗：操作方便，安全可靠，可不停機進行，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，費用較高。
3. 人工機械清洗：方便可靠，不產(chǎn)生化學(xué)廢液，但是勞動強度大，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，而在源頭對原水進行處理的方法，雖然效果明顯，但成套水處理設(shè)備價格高昂，對于僅用作熱水供熱的換熱站來說，負擔(dān)太重，而且完全沒有必要。
因此，該測點也被行業(yè)列入測量難點，未找到精確且耐臟污的解決方案，如果流量計能夠耐臟污，那么所有的問題都可以迎刃而解。
我公司在渦街流量計的研發(fā)階段首先解決了制約渦街流量計的主要問題—對振動干擾敏感的問題，獲得遙遙領(lǐng)先的重大突破，所以在此類測點中，我公司產(chǎn)品由于擁有經(jīng)過國家權(quán)威部門認證的抗振能力，完全能夠準(zhǔn)確識別低流速導(dǎo)致的微弱信號，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：擁有獨特的設(shè)計結(jié)構(gòu)，沒有各種傳遞信號的縫隙和孔洞，不易粘附臟污，能夠徹底將渦街流量計的抗臟污性能發(fā)揮出來，同時由于卡門渦街有強大的剝離作用，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，將該流量計安裝在換熱站熱水總管上，現(xiàn)場流體（換熱站進水）臟污程度較高，管壁結(jié)垢嚴重，經(jīng)過4年的使用（期間未經(jīng)任何維護），我公司將該渦街流量計進行返廠檢查，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. 流量計探頭上附有 1～2mm 厚度污物，污物厚度遠低于管壁處結(jié)垢。推測原因在于，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，推測原因在于渦街的強力沖刷作用。
3. 為確定探頭結(jié)垢對于精度的影響程度，在4 個流速點下，分別對比檢定測試，測試記錄如下：
根據(jù)上述標(biāo)定測試記錄得出結(jié)論，此種程度的臟污，造成流速測量-1.25％的附加測量誤差，這一檢測結(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，由于管壁結(jié)垢，致使實際管徑變小，按結(jié)垢厚度10mm 計算，管道流速面積縮減8.69％，而流量計依舊采用原管徑計量，導(dǎo)致流量計量值偏大，加之污物導(dǎo)致的探頭測量偏小1.25％，最終表現(xiàn)為流量計量偏大8.15％。
總結(jié)：
1. 插入式渦街流量計在此處臟污及結(jié)垢對于流量計測量能力（量程比）未見影響，但精度下降，表現(xiàn)為流量計量值偏大，計量漏損為負值。為避免需方（用熱方）損失，應(yīng)進行除垢處理。如不考慮1.5 級精度（即誤差低于±1.5％）的保證，則無須維護，臟污不會導(dǎo)致小流量測量能力下降、計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行過程中也會出現(xiàn)臟污和結(jié)垢的現(xiàn)象，將會大大影響流量計的正常工作，給貿(mào)易結(jié)算帶來爭端，嚴重影響了企業(yè)正常的生產(chǎn)運行。因此耐臟污的流量計在生產(chǎn)中很有必要。
3. 我公司產(chǎn)品在上述測點的使用情況，直接證明了我公司產(chǎn)品獨特結(jié)構(gòu)在該類實際場合應(yīng)用中所實現(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，其特點在于：
a. 繼承Wv-i系列國際先進的抗振、量程比、低壓損、低直管段需求性能，展現(xiàn)優(yōu)異的現(xiàn)場適應(yīng)能力。
b. 在基本不影響流量計檢測的前提下，定期使用水、蒸汽等潔凈流體，自動通入流量計流通本體之內(nèi)進行噴射吹掃，從而解決污物附著的問題。避免人工維護，使流量計變得真正可用。該功能的實現(xiàn)，將顛覆對傳統(tǒng)吹掃的認知，大大提高我公司產(chǎn)品的抗污能力。