蒸汽管道流量計(jì)

蒸汽管道流量計(jì)概述：

  蒸汽流量計(jì)采用卡門(mén)渦街原理制造，具有測(cè)量精度高、量程寬、功耗低、安裝方便、操作簡(jiǎn)單、壓力損失小、免現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試等優(yōu)點(diǎn)，是目前比較理想的蒸汽計(jì)量?jī)x表，蒸汽流量測(cè)量系統(tǒng) 無(wú)可動(dòng)部件，性能穩(wěn)定 適用震動(dòng)環(huán)境 適用高溫 耐沖擊，不怕汽錘現(xiàn)象 帶有溫壓補(bǔ)償，精度較高。

蒸汽管道流量計(jì)原理

在流體中設(shè)置三角柱型旋渦發(fā)生體，則從旋渦發(fā)生體兩側(cè)交替地產(chǎn)生兩列有規(guī)則的旋渦，這種旋渦稱為卡門(mén)渦街，如圖(一)所示。在漩渦發(fā)生體中裝入電容檢測(cè)探頭或壓電檢測(cè)探頭及相應(yīng)匹配電路，即可構(gòu)成電容檢測(cè)式渦街流量/傳感器或壓電檢測(cè)式渦街流量傳感器。

特點(diǎn) 
安裝簡(jiǎn)便，維護(hù)十分方便；
結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單牢固，無(wú)可動(dòng)部件，長(zhǎng)期運(yùn)行十分可靠；
量程范圍寬，量程比可達(dá)1：15；
壓力損失小，運(yùn)行費(fèi)用低，更具節(jié)能意義；

不受溫度、壓力的影響，同時(shí)不易堵，不易卡，不易結(jié)垢，耐高溫、高壓。
安全防爆，適用于惡劣環(huán)境。
無(wú)可動(dòng)部件、無(wú)空洞縫隙設(shè)計(jì)，產(chǎn)品無(wú)磨損、耐臟污，無(wú)需機(jī)械維修，使用壽命長(zhǎng)。
采用微功耗高新技術(shù)，電池供電的現(xiàn)場(chǎng)顯示型流量計(jì)，可不斷電運(yùn)行兩年以上。
電流輸出均為電隔離型，具有良好的共模干擾抑制能力。
同時(shí)顯示流量值與累計(jì)流量值，不必輪流切換。
采用抗振探頭，有效消除外界振動(dòng)影響。
電路采用表面貼裝工藝，結(jié)構(gòu)緊湊，可靠性高。
應(yīng)用范圍廣，液體、氣體、蒸汽均可測(cè)量；
檢定周期長(zhǎng)，一般為兩年；
在一定雷諾數(shù)范圍內(nèi)，輸出信號(hào)不受被測(cè)介質(zhì)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)，調(diào)換配件后一般無(wú)須重新標(biāo)定儀表系數(shù)；
可現(xiàn)場(chǎng)顯示，也可遠(yuǎn)距離傳輸，還可與計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)；
檢測(cè)探頭不直接接觸被測(cè)介質(zhì)，性能更穩(wěn)定。

技術(shù)參數(shù)

1）流量計(jì)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

3）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

安裝示意圖：

流量計(jì)可安裝在室內(nèi)或室外。如安裝在地井里，且有水淹的可能，應(yīng)選擇潛水型傳感器或變送器。

流量計(jì)在管道上可以水平，垂直或傾斜安裝，但當(dāng)測(cè)量液體時(shí)，管道內(nèi)必須充滿液體。因此在垂直或傾斜管道上安裝渦街流量計(jì)，液體的流動(dòng)方向應(yīng)自下向上。

流量計(jì)的上游側(cè)和下游側(cè)應(yīng)留有較長(zhǎng)的直管段，要求的上下游直管段長(zhǎng)度隨管道狀況不同而異。流量計(jì)的上游應(yīng)盡量避免安裝調(diào)節(jié)閥或半開(kāi)閥門(mén)，應(yīng)將調(diào)節(jié)閥或半開(kāi)閥門(mén)安裝在流量計(jì)下游5D以后。

安裝流量計(jì)的管道內(nèi)徑必須與流量計(jì)內(nèi)徑*，否則必須變徑。

在設(shè)計(jì)管道時(shí)，傳感器或變送器的上端zui少應(yīng)留500mm的空間，以方便調(diào)試和檢修。

蒸汽流量計(jì)流量范圍