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一、存在問題

上海的一家藥業(yè)公司組建全廠蒸汽計量網(wǎng)的項目中，遇到了一個令人費解的故障，這個故障發(fā)生在一個測量過熱蒸汽流量的系統(tǒng)中，這個系統(tǒng)的管道連接如圖 2.22所示。

該工廠的鍋爐房除了向全廠供應(yīng)中壓過熱蒸汽外，還經(jīng)減溫減壓系統(tǒng)向全廠供應(yīng)0.4MPa(g)160℃低壓過熱蒸汽。FIQ303 就是對這路蒸汽進行計量的儀表。

  該套儀表與其他多臺分表組成的低壓蒸汽計量網(wǎng)，在投運后的半年內(nèi)，一直運行正常，總表示值與各分表之和也基本相符。這一情況在年度停車大檢修之后發(fā)生了變化，原來進出平衡的計量數(shù)據(jù)出現(xiàn)了負(fù)的管損，于是該工廠的能源科科長對FIQ303這套流量計的準(zhǔn)確性提出異議。他的依據(jù)有兩個:

①總表FIQ303 24h所計總量本來與分表所計總量之和相差無幾，但現(xiàn)在前者比后者低很多;

②鍋爐煤耗陡增，本來 1t煤可燒5 t 汽，可現(xiàn)在連 4t都不到。

顯然，F(xiàn)IQ303 現(xiàn)在嚴(yán)重偏低。

二、檢查與分析

在檢查了各臺儀表之后，發(fā)現(xiàn)各臺儀表均正常。于是請渦街流量計制造廠上門服務(wù)，經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)這臺DN350的渦街流量計有“漏脈沖”現(xiàn)象存在，在正常的流量范圍內(nèi)，記錄到數(shù)次如圖2.23所示的輸出波形。

根據(jù)制造廠的經(jīng)驗，這種情況的存在可能是蒸汽帶水引起。

能源科工程師否定渦街流量計安裝處蒸汽帶水的可能性，理由是減溫減壓系統(tǒng)都有自動調(diào)節(jié)來保證其運行參數(shù)，于是一時沒有結(jié)論。又過了一個星期，事態(tài)有了進一步的發(fā)展。從流量演算器中的海量存儲器查閱到的歷史數(shù)據(jù)表明，該路流量示值逐漸減小，甚至有時減小到零，而這時，全廠生產(chǎn)照常進行，蒸汽一點不少用。

進一步的檢查焦點主要集中在蒸汽是否帶水方面。能源科主要強調(diào)減溫減壓系統(tǒng)出口處的溫度、壓力參數(shù)。經(jīng)查，減溫器出口溫度、壓力顯示正確。但是根據(jù)儀表顯示的溫度、壓力數(shù)據(jù)分析，渦街流量計安裝處的蒸汽的確已進入飽和狀態(tài)，于是要求打開疏水器驗證。打開疏水器的切斷閥(圖2.22中的V2)，大量凝結(jié)水噴出，20min 也未排完，于是真相大白。待水排盡后，流量示值也恢復(fù)正常。

至于大量凝結(jié)水是從哪里來的，隨即進行了調(diào)查。經(jīng)查在減溫減壓器出口到流量計之間只有一根裝有閥 V1的管道與外界相通，這根管道里有水，大檢修之后，V1閥可能有泄漏，導(dǎo)致冷水入侵。

這一事情的最后處理方法是在穿越馬路前的管道最低處，增設(shè)一個疏水器，從而使流量計恢復(fù)正常測量。

三、討論

(1)蒸汽帶水原因應(yīng)冷靜分析

本實例中，渦街流量計安裝處的管道內(nèi)蒸汽是否帶水的問題，能源科工程師的分析是有道理的。因為減溫減壓器出口管道上的雙金屬溫度計顯示溫度高達(dá) 160℃，而管道上的彈簧管壓力表顯示壓力為0.4MPa(G)，蒸汽的確是處于過熱狀態(tài)。從減溫減壓器到流量計安裝地點，距離也只有30m，蒸汽在管道內(nèi)高速流動30m的距離只需1s左右，溫度降低值最多也就是1~2℃。

  然而，這是另一類引發(fā)蒸汽帶水的問題。人們見得較多的蒸汽帶水是由于蒸汽在管道內(nèi)長距離輸送，管道自然散熱引起的。因此，人們的經(jīng)驗干擾了本實例中的分析判斷。這時，利用檢測儀表提供的數(shù)據(jù)進行分析就變得極為重要。

(2)為什么蒸汽嚴(yán)重帶水時渦街流量計工作不正常

渦街流量計只能測量單相流的流量，而濕飽和蒸汽屬于兩相流。在蒸汽嚴(yán)重帶水時，渦 街流量計容易出現(xiàn)“漏脈沖”現(xiàn)象，甚至完全沒有輸出。

人們很早就發(fā)現(xiàn)蒸汽帶水較多時，渦街流量計會出現(xiàn)“漏脈沖”現(xiàn)象。即蒸汽以較高而穩(wěn)定的流速通過旋渦發(fā)生體時，由于流體的慣性，渦街流量計的輸出脈沖在時間坐標(biāo)上的分布是近似均勻的。但在蒸汽帶水較多時，脈沖卻在某處少了一個，如圖2.23所示。嚴(yán)重的 時候，是少了很多脈沖，最嚴(yán)重的時候是完全沒有脈沖輸出，這可能同分布不均勻的體積較大的液滴撞擊在旋渦發(fā)生體上，抑制了渦列的形成有關(guān)。