高溫蒸汽常用計(jì)量儀表選型—江蘇天罡儀表有限公司

高溫蒸汽常用計(jì)量儀表選型

介紹：

蒸汽主要用孔板流量計(jì)、渦街流量計(jì)來測量，其中以渦街流量計(jì)更為常見。主要用于工業(yè)管道介質(zhì)流體的流量測量，如氣體、液體、蒸汽等介質(zhì)。其特點(diǎn)是壓力損失小,量程范圍大,精度高,在測量工況體積流量時(shí)幾乎不受流體密度、壓力、溫度、粘度等參數(shù)的影響。無可動(dòng)機(jī)械零件，因此可靠性高,維護(hù)量小。儀表參數(shù)能長期穩(wěn)定。本儀表采用壓電應(yīng)力式傳感器,可靠性高,有模擬標(biāo)準(zhǔn)信號,也有數(shù)字脈沖信號輸出,容易與計(jì)算機(jī)等數(shù)字系統(tǒng)配套使用,是一種比較*、理想的流量儀表。

蒸汽流量表選型：

A、壓電式法蘭卡裝型渦街流量計(jì)VN沼氣流量計(jì)連接方式：法蘭卡裝式（表體不帶法蘭）或法蘭連接式（表體本身帶法蘭）。一般建議選用法蘭卡裝式，因?yàn)槠浣Y(jié)構(gòu)緊湊，價(jià)格低，而且供貨周期短。

B、電容式法蘭連接型渦街流量計(jì)VN沼氣流量計(jì)結(jié)構(gòu)類型：一體型結(jié)構(gòu)和分體型結(jié)構(gòu)。一般采用一體型結(jié)構(gòu)，只有在特殊場合下采用分體型結(jié)構(gòu)（如：介質(zhì)溫度高時(shí)、環(huán)境溫度或濕度高時(shí)、帶現(xiàn)場顯示為讀數(shù)方便時(shí)）。

C、高溫高壓式法蘭連接型渦街流量VN沼氣流量計(jì)顯示方法：無現(xiàn)場顯示、帶現(xiàn)場顯示和只帶現(xiàn)場顯示?，F(xiàn)場顯示是指在表頭上裝有液晶顯示電路，可顯示累積流量、瞬時(shí)流量等參數(shù)。

D、壓電式管道開口插入型渦街流量計(jì)VN沼氣流量計(jì)信號輸出方式：脈沖信號輸出和4～20mA標(biāo)準(zhǔn)電流信號輸出。一般情況下建議采用脈沖信號輸出，因?yàn)槊}沖信號直接與旋渦脫落頻率相對應(yīng)，不需轉(zhuǎn)換，具有高的累計(jì)精度；同時(shí)，脈沖信號傳輸效果較好。標(biāo)準(zhǔn)電流信號輸出一般用于與終端或控制系統(tǒng)組成流量測量系統(tǒng)。

E、.電容式法蘭連接型渦街流量計(jì)VN沼氣流量計(jì)防爆形式：非防爆型和本安防爆型。如果被測介質(zhì)是易燃易爆物質(zhì)或測量環(huán)境存在易燃易爆物質(zhì)，應(yīng)選用防爆型。

通經(jīng)的選擇及壓力損失：

流量計(jì)的通徑可根據(jù)大使用流量Qv來選擇。為了獲得盡可能寬的流量測量范圍，正常使用流量應(yīng)不小于流量計(jì)額定大流量的1/2。為保證流量計(jì)的準(zhǔn)確度，雷諾數(shù)范圍應(yīng)在2×104～7×106內(nèi)。 選擇流量計(jì)通徑時(shí)，應(yīng)將已知標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)（1大氣壓，0℃）下的流量換算為工況狀態(tài)下的流量，以便從表（1.2）中選用適當(dāng)?shù)牧髁坑?jì)。
①將標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的密度ρN換算成工況下密度ρ。

②求出工況下的流量Qv：a)由標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)體積流量求出Qv：
a.由標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)體積流量求出Qv：

③動(dòng)態(tài)粘度η與運(yùn)動(dòng)粘度的換算：η=μρ
④雷諾數(shù)：

以上式中：
ρ—工況下密度（kg/m3）
ρN—標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下密度（kg/m3）
P— 工況下壓力（MPa）
T— 工況溫度（℃）
Qv—工況體積流量（m3/h）
QN—標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下體積流量（Nm3/h）
Qm—質(zhì)量流量（kg/h）
η—動(dòng)態(tài)粘度（Pa?S）
RD—雷諾數(shù)
D—流量計(jì)管徑或插入探頭直徑（mm）

表1 不同通徑下流量計(jì)液體、氣體大流量及所對應(yīng)的大頻率

注：1、液體小流量可從圖1查找，氣體和過熱蒸汽可從圖2查找。
2、對于插入式流量計(jì)而言，管徑從200～2500mm其大流量可按流速（液體9m/s，氣體75m/s）計(jì)算。其小流速可通過表1、表2、圖1、圖2、DN50小流量來計(jì)算，再得出某管徑下小流量。

壓力損失：
水在流速7m/s時(shí)為0.054Mpa，大氣壓下的空氣在流速75m/s時(shí)為830H2O，壓力損失由下式計(jì)算。

△Ρ＝1.1×10-6×ρ?V2
式中：△Ρ——壓力損失（Mpa）
ρ——流體密度（kg/m3）
V——流速（m/s）
表2 常用氣體介質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)密度

試確定DN50流量計(jì)用于7bar飽和蒸汽的量程范圍。由表3可查得：DN50 7bar量程范圍是84-1835kg/h 還可得到以下信息：飽和蒸汽溫度165℃，密度3.67kg/m3。

液體小流量（線性）

圖1  液體小流量與運(yùn)動(dòng)粘度的關(guān)系

氣體/過熱蒸汽小流量

工作原理：

當(dāng)流體通過由螺旋形葉片組成的旋渦發(fā)生器后，流體被迫繞著發(fā)生體軸劇烈旋轉(zhuǎn)，形成旋渦。當(dāng)流體進(jìn)入擴(kuò)散段時(shí)，旋渦流受到回流的作用，開始作二次旋轉(zhuǎn)，形成陀螺式的渦流進(jìn)動(dòng)現(xiàn)象。該進(jìn)動(dòng)頻率與流量大小成正比，不受流體物理性質(zhì)和密度的影響。檢測元件測得流體二次旋轉(zhuǎn)進(jìn)動(dòng)頻率，就知道了流量。而且能在較寬的流量范圍內(nèi)獲得良好的線性度。流量計(jì)算式為：

K=f/q

式中：K ——流量儀表系數(shù)l/m³

f——旋渦頻率 Hz

q——體積流量m³/s

流量計(jì)的儀表系數(shù)在一定的結(jié)構(gòu)參數(shù)和規(guī)定的雷諾數(shù)范圍內(nèi)與流體的溫度、壓力、組分和物性（密度、粘度）無關(guān)。

流量計(jì)由傳感器和轉(zhuǎn)換顯示儀組成。

1、傳感器包括旋渦發(fā)生器、檢測元件、整流器和殼體。

旋渦發(fā)生器由特定螺旋形葉片組成，它固定在殼體收縮段前端，強(qiáng)迫流體產(chǎn)生強(qiáng)烈的旋渦流。

檢測元件安裝在靠近擴(kuò)張管的喉部，用熱敏、壓電、應(yīng)變、電容或光纖等檢測元件可測出旋渦進(jìn)動(dòng)的頻率信號。

整流器固定在流量計(jì)表體出口，其作用是消除旋渦流，以減小下游流態(tài)對儀表測量的影響。

殼體設(shè)計(jì)成一定形狀的流道，使旋渦形成，固定和保護(hù)安裝在內(nèi)部的零部件，并通過法蘭與管道相連接。

2、轉(zhuǎn)換顯示儀

由壓電傳感器檢測到的微弱電壓信號經(jīng)過放大、濾波、整形后，變成頻率與流量成正比的脈沖信號，然后由顯示儀計(jì)數(shù)顯示。顯示儀配有外輸接口，輸出各種信號。對測量的氣體介質(zhì)可進(jìn)行溫度和壓力的補(bǔ)償，轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積流量，并顯示。

特點(diǎn)：

1．結(jié)構(gòu)簡單而牢固，無可動(dòng)部件，可靠性高，長期運(yùn)行十分可靠 。

2．安裝簡單，維護(hù)十分方便。

3．檢測傳感器不直接接觸被測介質(zhì)，性能穩(wěn)定，壽命長。

4．輸出是與流量成正比的脈沖信號，無零點(diǎn)飄移，精度高。

5．測量范圍寬，量程比可達(dá)1：10。

6．壓力損失較小，運(yùn)行費(fèi)用低，更具節(jié)能意義。

7．在一定的雷諾數(shù)范圍內(nèi)，輸出信號頻率不受流體物理性質(zhì)和組分變化的影響，儀表系數(shù)僅與旋渦發(fā)生體的形狀和尺寸有關(guān)，測量流體體積流量時(shí)無需補(bǔ)償，調(diào)換配件后一般無需重新標(biāo)定儀表系數(shù)。

8．應(yīng)用范圍廣。