高精度水蒸汽流量表

高精度水蒸汽流量表-江蘇奧科儀表有限公司-：  李萍

水蒸汽主要用孔板流量計(jì)、渦街流量計(jì)來(lái)測(cè)量，其中以渦街流量計(jì)更為常見(jiàn)。主要用于工業(yè)管道介質(zhì)流體的流量測(cè)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(cè)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(wú)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(zhǎng)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(hào),也有數(shù)字脈沖信號(hào)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?jī)x表。

一、高精度水蒸汽流量表測(cè)量的發(fā)展：

流量測(cè)量的發(fā)展可追溯到古代的水利工程和城市供水系統(tǒng)。古羅馬凱撒時(shí)代已采用孔板測(cè)量居民的飲用水水量。公元*0年左右古埃及用堰法測(cè)量尼羅河的流量。我國(guó)著名的都江堰水利工程應(yīng)用寶瓶口的水位觀測(cè)水量大小等等。17世紀(jì)托里拆利奠定差壓式流量計(jì)的理論基礎(chǔ)，這是流量測(cè)量的里程碑。自那以后，18、19世紀(jì)流量測(cè)量的許多類型儀表的雛形開(kāi)始形成，如堰、示蹤法、皮托管、文丘里管、容積、渦輪及靶式流量計(jì)等。20世紀(jì)由于過(guò)程工業(yè)、能量計(jì)量、城市公用事業(yè)對(duì)流量測(cè)量的需求急劇增長(zhǎng)，才促使儀表迅速發(fā)展，微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛躍發(fā)展極大地推動(dòng)儀表更新?lián)Q代，新型流量計(jì)如雨后春筍般涌現(xiàn)出來(lái)。至今，據(jù)稱已有上百種流量計(jì)投向市場(chǎng)，現(xiàn)場(chǎng)使用中許多棘手的難題可望獲得解決。

我國(guó)開(kāi)展近代流量測(cè)量技術(shù)的工作比較晚，早期所需的流量?jī)x表均從國(guó)外進(jìn)口。

流量測(cè)量是研究物質(zhì)量變的科學(xué)，質(zhì)量互變規(guī)律是事物發(fā)展的基本規(guī)律，因此其測(cè)量對(duì)象已不限于傳統(tǒng)意義上的管道液體，凡需掌握量變的地方都有流量測(cè)量的問(wèn)題。流量和壓力、溫度并列為三大檢測(cè)參數(shù)。對(duì)于一定的流體，只要知道這三個(gè)參數(shù)就可計(jì)算其具有的能量，在能量轉(zhuǎn)換的測(cè)量中必須檢測(cè)此三個(gè)參數(shù)。能量轉(zhuǎn)換是一切生產(chǎn)過(guò)程和科學(xué)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)，因此流量和壓力、溫度儀表一樣得到zui廣泛的應(yīng)用。

二、應(yīng)用及特點(diǎn)：

1．結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單而牢固，無(wú)可動(dòng)部，可靠性高，長(zhǎng)期運(yùn)行十分可靠 。

2．安裝簡(jiǎn)單，維護(hù)十分方便。

3．檢測(cè)傳感器不直接接觸被測(cè)介質(zhì)，性能穩(wěn)定，壽命長(zhǎng)。

4．輸出是與流量成正比的脈沖信號(hào)，無(wú)零點(diǎn)飄移，精度高。

5．測(cè)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(hào)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(cè)量流體體積流量時(shí)無(wú)需補(bǔ)償，調(diào)換配件后一般無(wú)需重新標(biāo)定儀表系數(shù)。

8．應(yīng)用范圍廣。

三、的選型：

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(chǎng)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(chǎng)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(wú)現(xiàn)場(chǎng)顯示、帶現(xiàn)場(chǎng)顯示和只帶現(xiàn)場(chǎng)顯示。現(xiàn)場(chǎng)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(kāi)口插入型渦街流量計(jì)VN沼氣流量計(jì)信號(hào)輸出方式：脈沖信號(hào)輸出和4～20mA標(biāo)準(zhǔn)電流信號(hào)輸出。一般情況下建議采用脈沖信號(hào)輸出，因?yàn)槊}沖信號(hào)直接與旋渦脫落頻率相對(duì)應(yīng)，不需轉(zhuǎn)換，具有zui高的累計(jì)精度；同時(shí)，脈沖信號(hào)傳輸效果較好。標(biāo)準(zhǔn)電流信號(hào)輸出一般用于與終端或控制系統(tǒng)組成流量測(cè)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(cè)介質(zhì)是易燃易爆物質(zhì)或測(cè)量環(huán)境存在易燃易爆物質(zhì)，應(yīng)選用防爆型。

選型表：

四、通經(jīng)的選擇及壓力損失：

1、通徑選擇：
流量計(jì)的通徑可根據(jù)zui大使用流量Qv來(lái)選擇。為了獲得盡可能寬的流量測(cè)量范圍，正常使用流量應(yīng)不小于流量計(jì)額定zui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zui大流量及所對(duì)應(yīng)的zui大頻率

注：1、液體zui小流量可從圖1查找，氣體和過(guò)熱蒸汽可從圖2查找。
2、對(duì)于插入式流量計(jì)而言，管徑從200～2500mm其zui大流量可按流速（液體9m/s，氣體75m/s）計(jì)算。其zui小流速可通過(guò)表1、表2、圖1、圖2、DN50zui小流量來(lái)計(jì)算，再得出某管徑下zui小流量。

2、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

飽和蒸汽實(shí)例
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zui小流量（線性）

圖1  液體zui小流量與運(yùn)動(dòng)粘度的關(guān)系

氣體/過(guò)熱蒸汽zui小流量

例2：已知氮?dú)饬髁繛?600Nm3/h,工作壓力0.7Mpa,工作溫度為40℃，選擇流量計(jì)通經(jīng)。
解：①將標(biāo)準(zhǔn)流量變?yōu)楣r流量

求工作條件下的密度
首先查表2，得知標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下氮?dú)饷芏?.25kg/Nm3

②通過(guò)表1和圖2可知
φ80 流量計(jì)的測(cè)量范圍  40~1375m3/h
φ100 流量計(jì)的測(cè)量范圍  70~2120m3/h
φ80 流量計(jì)的測(cè)量范圍  200~4771m3/h
根據(jù)選型原則常用流量不小于額定zui大流量的1/2。所以應(yīng)選φ80流量計(jì)。
當(dāng)選擇的流量計(jì)管徑比實(shí)際工作管徑小時(shí)，應(yīng)采用變徑管以保證準(zhǔn)確測(cè)量。見(jiàn)圖3

圖3  變徑管的直管段要求

五、工作原理：

當(dāng)流體通過(guò)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(kāi)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(cè)元件測(cè)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?jī)x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(wú)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(cè)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(cè)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(cè)元件可測(cè)出旋渦進(jìn)動(dòng)的頻率信號(hào)。

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(duì)儀表測(cè)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(guò)法蘭與管道相連接。

2、轉(zhuǎn)換顯示儀

由壓電傳感器檢測(cè)到的微弱電壓信號(hào)經(jīng)過(guò)放大、濾波、整形后，變成頻率與流量成正比的脈沖信號(hào)，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(hào)。對(duì)測(cè)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。

六、測(cè)量系統(tǒng)組成：

錐形流量?jī)x表同傳統(tǒng)差壓式流量?jī)x表一樣，由三閥組、引壓管、差壓變送器、流量積算系統(tǒng)組成標(biāo)準(zhǔn)體積流量測(cè)量系統(tǒng)。對(duì)于氣體和蒸汽等可壓縮介質(zhì)，可加溫度、壓力補(bǔ)償，組成質(zhì)量流量測(cè)量系統(tǒng)。

七、技術(shù)參數(shù)：
1、基本參數(shù)：

2、尺寸表：

3、選型表：

①、氣體：常溫常壓空氣，t=20℃，P=0.1MPa（絕壓），ρ=1.205kg/m3，υ=15×10-6 m2/s。

②、液體：常溫水，t=20℃，ρ=998.2kg/m3，υ=1.006×10-6m2/s。

注：表中(300)～(1000)口徑為插入式

八、外形及安裝尺寸：

當(dāng)介質(zhì)溫度大于100℃時(shí)，下表中H加高200mm。
1、管接頭式：

2、無(wú)法蘭式：

表1

注：①以上參數(shù)僅適用于法蘭夾持式2.5MPa以下壓力規(guī)格的渦街流量計(jì)。
②安裝法蘭為法蘭，出廠時(shí)已配備，安裝法蘭的標(biāo)準(zhǔn)為企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，推薦使用。
說(shuō)明：
①以上尺寸僅供設(shè)計(jì)選型時(shí)參考，實(shí)際尺寸以出廠或定貨時(shí)確認(rèn)為準(zhǔn)。
②常用無(wú)縫鋼管直徑為公制鋼管直徑，如采用英制鋼管，需在定貨時(shí)注明。
③管道對(duì)焊式、螺紋連接式、卡箍連接式、固定插入式、球閥插入式的結(jié)構(gòu)外形尺寸，以及高溫型、超低溫型的外形尺寸以出廠或定貨時(shí)確認(rèn)為準(zhǔn)。
④流量計(jì)安裝法蘭采用企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)或國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T9119-2000，也可根據(jù)用戶需要采用國(guó)家其他部門或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，或采用其他國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（美標(biāo)、德標(biāo)、日標(biāo)等），如需特殊標(biāo)準(zhǔn)請(qǐng)?jiān)诙ㄘ洉r(shí)注明。
 

3、法蘭式：

表2

注：①以上參數(shù)僅適用于法蘭連接式1.6MPa以下壓力規(guī)格的渦街流量計(jì)。
②儀表長(zhǎng)度為標(biāo)準(zhǔn)型尺寸，帶一體化溫壓補(bǔ)償型儀表長(zhǎng)度相應(yīng)加長(zhǎng)50mm。
③法蘭連接式渦街流量計(jì)出廠時(shí)不配帶管道法蘭和螺栓，用戶需另行購(gòu)買，連接法蘭的標(biāo)準(zhǔn)為GB/T9119-2000突面板式平焊鋼制管法蘭。

4、插入式：
表3 L2和G2為配球閥時(shí)桿長(zhǎng)及重量

九、安裝：

儀表的正確安裝是保障儀表正常運(yùn)行的重要環(huán)節(jié)，若安裝不當(dāng)，輕則影響儀表的使用精度，重則會(huì)影響儀表的使用壽命，甚至?xí)p壞儀表。

安裝環(huán)境要求：

盡可能避開(kāi)強(qiáng)電設(shè)備、高頻設(shè)備、強(qiáng)開(kāi)關(guān)電源設(shè)備。儀表的供電電源盡可能與這些設(shè)備分離。

避開(kāi)高溫?zé)嵩春洼椛湓吹闹苯佑绊?。若必須安裝，須有隔熱通風(fēng)措施。

避開(kāi)高濕環(huán)境和強(qiáng)腐蝕氣體環(huán)境。若必須安裝，須有通風(fēng)措施。

渦街流量?jī)x表應(yīng)盡量避免安裝在振動(dòng)較強(qiáng)的管道上。若必須安裝，須在其上下游2D處加設(shè)管道緊固裝置，并加防振墊，加強(qiáng)抗振效果。

儀表安裝在室內(nèi)，安裝在室外應(yīng)注意防水，特別注意在電氣接口處應(yīng)將電纜線彎成U形，避免水順著電纜線進(jìn)入放大器殼內(nèi)。

儀表安裝點(diǎn)周圍應(yīng)該留有較充裕的空間，以便安裝接線和定期維護(hù)。

儀表管道安裝要求：

渦街流量?jī)x表對(duì)安裝點(diǎn)的上下游直管段有一定要求，否則會(huì)影響介質(zhì)在管道中的流場(chǎng)，影響儀表的測(cè)量精度。儀表的上下游直管段長(zhǎng)度要求見(jiàn)圖(三)  DN為儀表公稱口徑  單位:mm

注:調(diào)節(jié)閥盡可能不安裝在渦街流量?jī)x表的上游,而應(yīng)安裝在渦街流量?jī)x表的下游10D處。

上、下游配管內(nèi)徑應(yīng)相同。如有差異，則配管內(nèi)徑Dp與渦街儀表表體內(nèi)徑Db,應(yīng)滿足以下關(guān)系

0.98Db≤Dp≤1.05Db

上、下游配管應(yīng)與流量?jī)x表表體內(nèi)徑同心，它們之間的不同軸度應(yīng)小于0.05Db

儀表與法蘭之間的密封墊，在安裝時(shí)不能凸入管內(nèi)，其內(nèi)徑應(yīng)比表體內(nèi)徑大1-2mm

測(cè)壓孔和測(cè)溫孔的安裝設(shè)計(jì)。被測(cè)管道需要安裝溫度和壓力變送器時(shí)，測(cè)壓孔應(yīng)設(shè)置在下游3-5D處，測(cè)溫孔應(yīng)設(shè)置在下游6-8D處，見(jiàn)圖（七）。D為儀表公稱口徑，單位：mm

儀表在在管道上可以水平、垂直或傾斜安裝。

測(cè)量氣體時(shí)，在垂直管道安裝儀表，氣體流向不限。但若管道內(nèi)含少量液體，為了防止液體進(jìn)入儀表測(cè)量管，氣流應(yīng)自下而上流動(dòng)，如圖（四）a所示

測(cè)量液體時(shí)，為了保證管內(nèi)充滿液體，所以在垂直或傾斜管道安裝儀表時(shí)，應(yīng)該保證液體流動(dòng)方向從下而上。若管道內(nèi)含少量氣體，為了防止氣體進(jìn)入儀表測(cè)量管，儀表應(yīng)安裝在管線的較低處

如圖（四）b所示

測(cè)量高溫、低溫介質(zhì)時(shí)，應(yīng)注意保溫措施。轉(zhuǎn)換器內(nèi)部（表頭殼體內(nèi)）高溫一般不應(yīng)超過(guò)70℃；低溫易使轉(zhuǎn)換器內(nèi)部出現(xiàn)凝露，降低印制電路板的絕緣阻抗，影響儀表正常工作。

訂貨須知：

用戶在定購(gòu)流量?jī)x表時(shí)要注意根據(jù)流體的公稱口徑、工作壓力、工作溫度、流量范圍、流體種類和環(huán)境條件選擇合適的規(guī)格。

需要我公司的顯示儀表配套時(shí)，請(qǐng)參閱相應(yīng)的說(shuō)明書(shū)，選用合適的型號(hào)，或由我公司技術(shù)人員根據(jù)您提供的資料替您設(shè)計(jì)選型。需要傳輸信號(hào)用的電纜時(shí)注明規(guī)格長(zhǎng)度。

售后服務(wù)承諾書(shū)：

1、經(jīng)我公司所銷售的儀表系列產(chǎn)品，確保兩年內(nèi)提供同等價(jià)位的產(chǎn)品及    備品備件的銷售,并按需方要求免費(fèi)提供相應(yīng)的。
2、我公司所提供的產(chǎn)品在一年內(nèi)如出現(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量問(wèn)題（易損件或輔件除    外）一律負(fù)責(zé)免費(fèi)維修，并免費(fèi)提供及需方的員工技能培      訓(xùn)。
3、因我公司所提供的產(chǎn)品出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題，經(jīng)我公司技術(shù)部門核實(shí),公司將    派遣專業(yè)的技術(shù)人員趕赴現(xiàn)場(chǎng)處理問(wèn)題至客戶滿意。

4，我們公司的服務(wù)宗旨是：誠(chéng)信做事，誠(chéng)信做人！讓客戶滿意，放心，    省心！