廢氣流量計選型

廢氣流量計選型參數(shù)概述：

廢氣流量計近些年由于材料和測量技術的進步和渦街廠家的大力推廣，占領了許多流量測量的*。下面通過表一列出的目前國際*最高的兩個渦街流量計廠家與較常用的節(jié)流式差壓流量計孔板的技術參數(shù)比較來介紹渦街流量計在流量測量方面的優(yōu)勢。
表1渦街流量計與差壓式流量計的技術參數(shù)比較

1測量精度
　　眾所周知，渦街流量計是基于卡門渦街原理來測量流體的。當流體的雷諾數(shù)達到一定數(shù)值時，流體在渦街發(fā)聲體的后面產生交錯的，旋轉方向相反的和有規(guī)則的對稱旋渦，猶如一個街道，渦街的頻率與流速有一定的關系。由于旋渦的頻率與流速成簡單的線性關系，而頻率測量易于實現(xiàn)數(shù)字化與智能化，所以其測量精度能大大地提高。根據(jù)表一也可看出，相對于孔板大于2%滿量程的系統(tǒng)誤差，渦街流量計的測量誤差能達到1%以下。
2量程比
　　除了測量精度高外，渦街流量計還有一個顯著的優(yōu)勢，就是具有很寬的量程比。從表一中可以看出，渦街流量計的量程比普遍能大于20∶1，這是其他儀表不易達到的水平。以常用的孔板流量計為例，孔板壓降與流量的平方成正比，若流量的量程比為4∶1，差壓的量程比就要達到16∶1，而普通的差壓變送器要在這么大的量程比下保證精度是很困難的，這也是限制孔板流量計量程比不可能高的原因。
3安裝和維護要求
　　渦街流量計相對于差壓式流量計在安裝和維護方面有著顯著的優(yōu)點。除了眾所周知的無引壓管，無流動死區(qū)，無需伴熱等優(yōu)點外，*的渦街流量計還有許多結構上的優(yōu)勢，以ROSEMOUT8800D為例，可以采用全焊接、無墊圈的表體結構，沒有可阻塞的端口和縫隙，甚至能采用在線可更換的非接液式傳感器，傳感器與過程工藝隔離，可以在不破壞工藝密封的情況下更換(見圖1)。這樣就能在無需增加旁路管線的情況下，隨時可對傳感器進行插拔和標定。傳感器和變送器能通用所有口徑，互換性很強。這些結構上的特點讓原先在節(jié)流式差壓流量計上的優(yōu)點在渦街流量計上也能實現(xiàn)。

4經濟效益
渦街流量計經濟效益可以從以下幾個方面分析：
(1)設備采購費：以進口的渦街和節(jié)流式差壓流量計(包括節(jié)流裝置，差壓變送器，一次閥，引壓配管和儀表箱等)做比較，在流量測量精度要求不高的情況下，當儀表口徑比較小時，渦街采購費用要比節(jié)流式流量計貴20%~30%。當流量計口徑要求比較大時，孔板流量計只需放大節(jié)流裝置，成本上升不是很明顯，節(jié)流式差壓流量計的價格優(yōu)勢會更明顯，甚至能比同口徑的渦街便宜50%以上。但如果要求流量測量精度比較高的和一些寬量程比的場合，需要兩臺甚至多臺差壓流量計疊加使用的時候，節(jié)流式差壓流量計的采購成本優(yōu)勢和渦街流量計相比就不是很明顯了。
(2)安裝費用：渦街流量計的安裝非常簡單，可以采用管道式安裝，人工成本很低。而孔板流量計由于引壓管的安裝，人工成本比渦街高的多。這點在國外的工程項目中由于人工成本比較昂貴尤其明顯。
(3)后期維護費用：渦街流量計一次性安裝完畢后，除了定期標定外，基本免維護。但由于標定工作一般是在工廠進行的，要放在流量標準裝置上進行，費用稍高。而標準節(jié)流式差壓流量計由于規(guī)定可以用幾何標定法進行標定，一般可在現(xiàn)場找到合適的場所進行標定。但節(jié)流式差壓流量計正常使用時，需經常更換各種材料，沖洗、排污、保溫伴熱和系統(tǒng)維護，其維護和人工費用累計起來很昂貴，這對工廠的長期運營是一筆不菲的開銷。
　　綜合上面的分析比較，可以看出渦街流量計在設備采購的一次投資上比節(jié)流式差壓流量計要高以外，在安裝和后期維護方面有著明顯的成本優(yōu)勢。國外許多煉廠經過詳細的成本核算，認為渦街流量計的應用可以有效減少煉廠的開支，所以在能采用渦街流量計的場合盡量采用。

二，煤制氣流量計工作原理：

渦街流量計基本原理是卡門渦街原理。當被測介質流過柱體時，在柱體兩側交替產生旋渦，旋渦不斷產生和分離，在柱體下游便形成了交錯排列的兩列旋渦即“渦街"，實驗證明，旋渦分離的頻率與柱側介質流速成正比。傳感器輸出的電壓脈沖信號送到連于一體的就地顯示儀，根據(jù)設定的密度，渦街流量系數(shù)進行流量運算，現(xiàn)場液晶顯示瞬時流量和累計流量。

渦街流量計是根據(jù)“卡門漩渦”原理制成的新型流量測量儀表。
當一穩(wěn)定的流體流經有一定長度的直管道時，撞擊沉浸在流體中的非線性柱體，在流體的下游會產生漩渦（即卡門漩渦）。
當流體的雷諾數(shù)（Re）在一定的范圍內，漩渦的發(fā)生規(guī)律是穩(wěn)定可靠的，漩渦發(fā)生的頻率F由公式：F=(St * V)/d 確定
其中，V為流速； d為柱體迎流面的寬度；St為斯特羅哈數(shù)。
 
斯特羅哈數(shù)是一個無因次參數(shù)，下圖表示斯特羅哈數(shù)與雷諾數(shù)的關系，在一定的雷諾數(shù)范圍內，斯特羅哈數(shù)基本上保持不變，這樣就可以認為雷諾數(shù)在這個范圍內卡門漩渦的釋放頻率與流體的速度成正比。所以由檢測出來的頻率F就可求得流速V，并由V求得體積流量。

三，廢氣流量計參數(shù)表

公稱通徑： 
-- 管道式：10、15、25、32、40、50、65、80、100、125、150、200、250、300、350、400、500； 
-- 插入式：DN200-DN3000 
材 質：傳感器及殼體：304（1Cr18Ni9Ti）；法蘭：碳鋼、不銹鋼(其它材質協(xié)議訂貨) 
被測介質：液體、氣體、飽和蒸汽、過熱蒸汽 
公稱壓力：管道式：2.5MPa 插入式：1.6MPa (其它協(xié)議訂貨) 
精度等級：液體1級 氣體、蒸汽1.5級 (對插入式僅指測量頭精度) 
介質溫度：-20～+100℃ ；-20～+280℃ ；-20～+350℃（最高500度） 
環(huán)境溫度：現(xiàn)場液晶式：0～+50℃ ；脈沖信號式：-20～+70℃ 
輸出信號： 
-- 1、三線制脈沖：低電平≤1V，高電平≥5V，電源24VDC，防爆型須由安全柵供電。 
-- 2、兩線制4-20mA，電源24VDC，防爆型須由安全柵供電。 
-- 3、現(xiàn)場液晶：無輸出，5位瞬時流量(m3/h或Kg/h)，8位累積流量(m3、Nm3、Kg、T)，電源3.6V7.5Ah鋰電池壽命2年；防爆電池2節(jié)壽命6個月 
-- 4、現(xiàn)場液晶帶4-20mA，電源24VDC，防爆型須由安全柵供電 
通訊協(xié)議：RS485（Modbus）；Hart協(xié)議
防爆等級：電池供電：Ex iaⅡBT4；24VDC供電：Ex iaⅡBT5 
渦街流量計液體、氣體、飽和蒸汽測量范圍表：

備注：
1、過熱蒸汽流量范圍≈飽和蒸汽流量值×(過熱蒸汽密度/飽和蒸汽密度)；
2、插入式流量計液體流速范圍為1-10m/s，氣體蒸汽流速范圍為3-35m/s；
3、應根據(jù)流量選擇口徑，介質流量必須在流量范圍內，否則不能工作，流量為最大流量的30%-80%；
4、如果實際管道口徑大于或小于選定的儀表口徑，應采用收縮管或擴張管變徑，以保證儀表的正常使用；
5、根據(jù)被測介質溫度，選擇相應溫度的流量計；根據(jù)被測介質及環(huán)境要求選擇流量計是否防爆；
6、渦街流量計對前后直管段有一定要求，一般為前25倍DN后5倍DN，具體要求見說明書；
7、液體一般不帶溫度壓力補償，飽和蒸汽應有溫度或壓力補償，氣體、過熱蒸汽應溫度和壓力同時補償。

常用氣體介質的規(guī)范狀態(tài)密度（0℃，絕壓P=0.1MPa）

四，廢氣流量計特點：

☆無可動部件、無空洞縫隙設計，產品無磨損、耐臟污，無需機械維修，使用壽命長

☆采用微功耗*，電池供電的現(xiàn)場顯示型流量計，可不斷電運行兩年以上

☆穩(wěn)壓補償一體化設計

☆電流輸出均為電隔離型，具有良好的共模干擾抑制能力

☆同時顯示流量值與累計流量值，不必輪流切換

☆采用抗振探頭，有效消除外界振動影響

☆電路采用表面貼裝工藝，結構緊湊，可靠性高

☆采用分體式信號轉換器，電纜zui長10米

☆量程比寬達20:1

☆整體結構設計合理，動態(tài)測量范圍寬，壓力損失小

☆分體式渦街流量計采用不銹鋼材質，可適用于腐蝕性介質的測量

☆現(xiàn)場液晶顯示，脈沖、4-20mA輸出或485通訊，可與工業(yè)自動化系統(tǒng)連接

五，廢氣流量計儀表類型

廢氣流量計選型表

六，廢氣流量計安裝

1、流量計可安裝在室內或室外。如果安裝在地井里，且有水淹的可能，應選擇潛水型傳感器或變送器。

2、流量計在管道上可以水平，垂直或傾斜安裝，但當測量液體時，管道內必須充滿液體。因此在垂直或傾斜管道上安裝渦街流量計，液體珠流動方向應自下向上。

3、流量計的上游側和下游側應留有較長的直管段，要求的上、下游直管段長度隨管道狀況不同而異。渦街流量計的上游應盡量避免安裝調節(jié)閥或半開閥門，應將調節(jié)閥或半開閥門安裝在流量計下游5D之后。

4、安裝流量計的管道必須與流量計內徑*，否則管道必須變徑。用戶可根據(jù)管道和施工的具體條件，按本產品操作手冊中的有關章節(jié)進行設計安裝。

5、在設計管道安裝時，傳感器或變送器放大器的上端應留有500mm 空間，以方便調試和檢修。

6、當流量計需要溫壓補償式時，壓力變送器安裝在流量計上游1D，測溫元件(通常用鉑電阻PT100)安裝在下游3～5D。

將流量計安裝在管道上請遵循以下要點：
◇流量計入口和出口的管道條件
◇為了確保達到*的運行效果，流量計入口的規(guī)則流速發(fā)布應不受干擾。
◇入口直管長度應不小于15倍管徑。
◇入口側有彎頭、縮管或截止閥時，入口直管長度應不小于25倍管徑。
◇出口直管長度應不小于5倍管徑（圖4）

圖4  入口和出口直管段

流量調節(jié)閥應盡可能安裝在流量計下游側（圖5）。

圖5  調節(jié)閥的安裝位置

壓力溫度測量

圖6  壓力和溫度測點的位置

當介質溫度大于100℃時，下表中H加高200mm。
6.1 管接頭式

6.2 無法蘭式

表4

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。
②安裝法蘭為法蘭，出廠時已配備，安裝法蘭的標準為企業(yè)標準，推薦使用。
說明：
①以上尺寸僅供設計選型時參考，實際尺寸以出廠或定貨時確認為準。
②常用無縫鋼管直徑為公制鋼管直徑，如采用英制鋼管，需在定貨時注明。
③管道對焊式、螺紋連接式、卡箍連接式、固定插入式、球閥插入式的結構外形尺寸，以及高溫型、超低溫型的外形尺寸以出廠或定貨時確認為準。
④流量計安裝法蘭采用企業(yè)標準或國家標準GB/T9119-2000，也可根據(jù)用戶需要采用國家其他部門或行業(yè)標準，或采用其他國家標準（美標、德標、日標等），如需特殊標準請在定貨時注明。

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