蒸汽渦街流量計

蒸汽渦街流量計

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詳細介紹

一、產品概述: 
 蒸汽渦街流量計全新的設計理念,將溫度、壓力、流量信號集于一體,通過智能數字處理器將三種信號混合處理后輸出一個補償后的標準流量,從而實現了對氣體、蒸汽的溫壓補償功能。由于采用了智能一體化的設計理念,因此,氫氣流量計具有結構緊湊、安裝使用維護方便的特點。它是利用流體在特定條件下流動時將產生振蕩,且振蕩的頻率與流速成比例這一原理設計的.當通流截面一定時,流速與導容積流量成正比。因此,測量振蕩頻率即可測得流量。
 
二、工作原理:
 蒸汽渦街流量計的原理是由設計在流場中的旋渦發生體、檢測探頭及相應的電子線路等組成。當流體流經旋渦發生體時,它的兩側就形成了交替變化的兩排旋渦,這種旋渦被稱為卡門渦街。在卡門渦街理論的基礎上又提出了卡門渦街的頻率與流體的流速成正比,并給出了頻率與流速的關系式:
f = St × V/d    式中: 
f 渦街發生頻率 (Hz)
V 旋渦發生體兩側的平均流速(m/s )
St 斯特羅哈爾系數(常數)
這些交替變化的旋渦就形成了一系列交替變化的負壓力,該壓力作用在檢測探頭上,便產生一系列交變電信號,經過前置放大器轉換、整形、放大處理后,輸出與旋渦同步成正比的脈沖頻率信號(或標準信號)。
三、應用場合:
 蒸汽渦街流量計主要廣泛應用于石油、化工、冶金、機械、造紙,以及城市管道供熱、煤氣等行業的各種低黏度氣體、蒸汽等單相流體的工藝計量和節能管理。
 
四、主要特點:
1、可在很寬的流量范圍內準確測量氣體、液體和蒸汽的流量而不受流體物理性質的影響;
2、不受溫度、壓力的影響,同時不易堵,不易卡,不易結垢,耐高溫,高壓;
3、安全防爆,適用于惡劣環境;
4、無可動部件、無孔洞縫隙設計,產品無磨損、耐臟污,無須機械維修,使用壽命長;
5、采用微功耗高新技術,電池供電的現場顯示型流量計,可不斷電運行兩年以上;
6、溫壓補償一體化設計;
7、電流輸出均為電隔離型,具有良好的共模干擾抑制能力;
8、同時顯示流量值與累計流量值,不必輪流切換;
9、采用抗振動探頭,有效消除外界振動影響; 
10、采用分體式信號轉換器,電纜zui長100米;
11、量程比寬達20:1;
12、儀表整體結構設計合理,動態測量范圍寬,壓力損失??;
13、表體采用不銹鋼材質,可適用于腐蝕性介質的測量;
14、現場液晶顯示,脈沖、4~20mA輸出或485通迅,可與工業自動化系統連接。 
五、技術參數:
1、測量介質:液體、氣體、蒸汽;
2、測量范圍:(見下表);
3、公稱通徑:(見下表)非標產品可根據用戶要求特殊定做;
4、溫度范圍:壓電式   -40℃ ~ 350℃      電容式   -60℃ ~ 450℃;
5、壓力規格:PN1.6Mpa; PN2.5Mpa; PN4.0Mpa ,更高壓力規格可特殊定做;
6、范 圍 度:正常范圍1:10   擴展后范圍1:15;
7、壓力損失系數:Cd≤2.6;
8、系統測量精度:液體、氣體  示值的±1%;
       蒸 汽   示值的±1.5%;
       插入式    示值的±2.5%;
9、供電電壓:傳感器 +12VDC 、+24VDC(可選) 變送器 +24VDC;
   現場顯示型 儀表自帶3.6V鋰電池; 
10、輸出信號:傳感器 脈沖頻率信號0.1 ~ 3000Hz 低電平≤1V 高電平≥6V;
變送器 兩線制4 ~ 20mA.DC電流信號;
11、允許振動加速度:壓電式 ≤0.2g    電容式 ≤1.0g;
12、環境溫度:傳感器:-30℃ ~ 65℃   變送器、現場顯示:-10℃ ~ 50℃;
13、環境濕度:相對濕度5 ~ 85%;
14、大氣壓力:86 ~ 106Kpa;
15、信號遠傳距離:≤500m;
16、信號線接口:內螺紋M20×1.5;
17、防爆等級:( ia )ⅡCT2 — T5;
18、 防護等級:普通型 IP65  潛水型IP68;
19、儀表材質:儀表外殼采用鋁合金,表體部分采用不銹鋼304材質,也可根據用戶要求采用特殊材質。
 
六、對管道要求:
 
1、對直管段的要求: 
為了確保儀表正常、準確運行,傳感器安裝點的上下游須***有一定的直管道,以調整流場,如圖所示。 


圖1:同心縮管; 
圖2:同心擴管; 
圖3:一個90度彎頭; 
圖4:同一平面兩個90度彎頭; 
圖5:不同平面兩個90度彎頭; 
圖6 :調節閥應安裝在傳感器下游5D以 遠處,若須***安裝在傳感器上游, 則傳感器上游應有不小于50D的 等徑直管段,下游應有不小于5D 的等徑直管段。 
2、對管道的要求: 
a、上、下游配管內徑D和與傳感器內徑DN相同,其差異滿足下述條件:0.95DN≤D≤1.1DN。 
b、配管應與傳感器同心,同軸度應小于0.05DN。 
c、密封墊不能凸入管道內,其內徑可比傳感器內徑略大。 
d、如需斷流檢查與清洗傳感器,應設置旁通管道,如下圖所示。 
 
 
3、對管道振動的要求: 
傳感器盡量避免安裝在振動較強的管道上,若不得已要安裝時,須***采取減震措施,在傳感器的上下游2D處分別設置管道緊固裝置,并加防振墊。 
特別注意:在空壓機出口處振動較強,不能安裝傳感器,應安裝在儲氣罐之后。
4、對氣流條件的要求:
a、被測氣體應為單相的、連續地流經管道的圓管流。
b、氣體流經流量計之前,其流速須***與管道軸線平行,不得有旋渦流。
c、氣流應是亞音速、非脈動的,其流量隨時間變化比較緩慢。
5、對流量計的安裝要求:
渦街流量計對工藝安裝及使用環境沒有太多的特殊要求,但任何一類流量測量儀表都有這樣一種共性,即盡可能避免振動及高溫環境隨離流態干擾元件(如壓縮機、分離器、調壓閥、大小頭及匯管、彎頭等)、保持儀表前后直管段內壁光滑平直、保證被測介質為潔凈的單相流體等。
 
七、安裝的規范管理:
智能渦街流量計規范安裝,給使用部門在后續管理提供有力的技術保障,對施工單位提出以下幾點具體要求,通過多年的驗證效果很好。
1、帶4~20mA輸出,脈沖輸出。
2、GPRS遠傳設備需帶脈沖輸入,4~20mA輸入。
3、具有電源防雷和信號防雷(4~20mA)。
4、儀表柜要求為:柜內帶UPS電源、配空開及插座、將GPRS通訊裝置、轉換器等集中安裝并帶鎖。
5、儀表柜的平穩需水泥墩底座、儀表柜防護等級適用戶外、柜頂具有隔熱層防止陽光直射、柜具有防潑水功能。
6、表井內需有一側留有足夠的直管段,便于智能渦街流量計檢測、比對和后續管理。
7、設計時前端須留有至少10倍公稱通經(10DN)的直管段,后端須留有大于5DN的直管段,確保計量準確。
8、應嚴格按說明書安裝,安裝完畢后需測量接地,接地電阻值應在10Ω以下。等電位連接線使用多股銅束導線,線纜需大于等于16mm2;儀表接地線使用多股銅束導線,線纜要求大于等于6mm2。接地標準詳見GB50343-2009《建筑物電子信息系統防雷技術規范》。
八、選型要點:
正確選型才能保證渦街流量計更好的使用。選用什么種類應根據被測流體介質的物理性質和化學性質來決定?使渦街流量計的通徑、流量范圍、襯里材料、電極材料和輸出電流等?都能適應被測流體的性質和流量測量的要求。
1、精密功能檢查
精度等級和功能根據測量要求和使用場合選擇儀表精 度等級,做到經濟合算。比如用于貿易結算、產品交接和能源計量的場合,應該選擇精度等級高些,如1.0級、0.5級,或者更高等級; 用于過程控制的場合,根據控制要求選擇不 同精度等級;有些僅僅是檢測一下過程流量,無需做準確控制和計量的場合,可以選擇精度等級稍低的,如1.5級、2.5級,甚至 4.0級,這時可以選用價格低廉的插入式渦街流量計。
2、可測量的介質
測量介質流速、儀表量程與口徑 測量一般的介質時,渦街流量計的滿度 流量可以在測量介質流速0.5—12m/s范圍內 選用,范圍比較寬。選擇儀表規格(口徑)不一 定與工藝管道相同,應視測量流量范圍是否 在流速范圍內確定,即當管道流速偏低,不能滿足流量儀表要求時或者在此流速下測量準 確度不能保證時,需要縮小儀表口徑,從而提 高管內流速,得到滿意測量結果。
3、渦街流量變送器的選擇
在飽和蒸汽測量中采用VA型壓電式渦街流量變送器,由于渦街流量計量程范圍寬,因此,在實際應用中,一般主要考慮測量飽和蒸汽的流量不得低于渦街流量計的下限,也就是說須***滿足流體流速不得低于5m/s。根據用汽量的大小選用不同口徑的渦街流量變送器,而不能以現有的工藝管道口徑來選擇變送器口徑。
4、壓力補償壓力變送器的選擇
由于飽和蒸汽管路長,壓力波動較大,須***采用壓力補償,考慮到壓力、溫度及密度的對應關系,測量中只采用壓力補償即可,由于管道飽和蒸汽壓力在0.3-0.7MPa范圍,壓力變送器的量程選擇1MPa即可。
5、顯示儀表選擇
顯示儀表智能流量顯示儀,具有穩壓補償、瞬時流量顯示和累積流量積算功能。
九、現場需求:
1、低維護量-市場上大多數的渦街流量計是采用取壓孔或插入式檢測元件感應漩渦,一旦介質中雜質嵌入取壓孔或感應元件與表體間的縫隙,則造成信號變弱或不穩定。良好的設計應該是沒有容易堵塞的部分,從而降低維護量。
2、感應元件在線更換-某些廠家的感應元件與渦街發生體合二為一,看似簡單的設計卻給實際使用帶來不便。因為一旦感應部分失效,則需要將管道內介質排空泄壓后更換部件,影響生產。完善的設計應該是將二者分開,這樣就可以單獨更換感應部分,而無需將介質排空。
3、渦街流量計容易受到振動的干擾,設計精良的渦街流量計可以通過硬件和數字信號處理將干擾排除,從而得到穩定的信號。
4、渦街流量計安裝的一個麻煩事前后需要很長的直管段,有些廠家可以提供在流量計內部縮徑的設計,大大降低了用戶專門維渦街流量計配備直管段的需求。
十、調試使用期間需要注意的問題:
1、流量計現場安裝、維護須***遵守“有防爆性氣體時勿開蓋"的警告語,并在開蓋前關掉外電源。
2、渦街流量計在室外使用時,建議加配防護罩。
3、不得隨意松開流量計固定部分。壓力傳感器的保護。用戶在使用流量計時,應注意流量計的壓力過載值為壓力傳感器額定工作壓力的1.5倍(即介質zui高壓力的1.5倍)。選型應在規定的流量范圍內,防止超速運行,以獲得理想的準確度和保證正常使用壽命。(由于試壓、吹掃管道或排氣造成超速運轉,以及渦輪在反向流中運轉都可能導致流量計損壞)
4、渦街流量計投入運行時應緩慢開啟閥門,防止瞬間氣流沖擊而損壞渦輪。加潤滑油應按告示牌操作,加油的次數依氣質潔凈程度而定,通常每年2~3次。
5、渦街流量計運行時不允許打開后蓋或更動內部有關參數,否則將影響流量計的正常運行。
 
十一、流量計的選型指南:
 
確定傳感器的結構
 
1、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,因為其結構緊湊,價格低,而且供貨周期短。
 
2、結構類型:一體式結構和分體式結構。一般采用一體式結構,只有在特殊場合下采用分體式結構(如:介質溫度高時、環境溫度或濕度高時、帶現場顯示為讀數方便時)。
 
3、顯示方式:無現場顯示、帶現場顯示和只帶現場顯示?,F場顯示是指在表頭上裝有液晶顯示器,可顯示累積流量、瞬時流量等參數。
 
4、信號輸出方式:脈沖信號輸出和4~20mA標準電流信號輸出。一般情況下建議采用脈沖信號輸出,因為脈沖信號直接與漩渦脫落頻率相 對應,不需轉換,具有zui高的累計精度;同時,在通常的傳輸距離內,脈沖信號傳輸效果較好。標準電流信號輸出一般用于與終端或控制系統組成流量測量系統。
 
5、防爆形式:非防爆型和本安防爆型。如果被測介質是易燃易爆物質或測量環境存在易燃易爆物質,應選用防爆型。
 
確定渦街流量計的配置:
 
1、密度補償:
 
在測量蒸汽的質量流量時,由于其密度隨著溫度和壓力的變化而變化,所以要隨時對蒸汽進行補償,要用鉑熱電阻和壓力變送器與渦街傳感器共 同組成質量流量測量系統。無任是測量飽和蒸汽還是過熱蒸汽,如果溫度和壓力比較穩定,為降低設備成本,也可以根據工況狀態,用設定固定值的辦法補償密度。 其它介質可根據實際情況組成質量流量測量系統。
 
2、智能流量積算儀的選擇:
 
只要求顯示參數,可選擇數碼顯示或液晶顯示的智能流量積算儀;需要追溯歷史數據,帶有記憶功能,應選用智能流量結算無紙記錄儀;測量飽 和蒸汽,應選擇帶溫度自動補償密度或壓力自動補償密度的流量積算儀;測量過熱蒸汽,應選擇帶溫度和壓力同時補償密度的流量積算儀;采用遠程通訊,智能流量 積算儀應考慮帶有RS485或RS232通訊接口;要求與控制系統組成流量測量系統時,智能流量積算儀應帶4~20mA標準電流信號輸出接口;
 
在需要時,應配置后備電源,以便突然停電時儀表能夠正常計量。在需要時,應配置儀表箱,將智能流量積算儀放置其中,儀表箱帶鎖,使智能流量積算儀的設置參數不可隨意調整,具有防盜功能,同時,在儀表箱內裝有保護電路,起到對智能流量積算儀的保護作用。
 
3、 遠程監控:在需要多點計量,分布面積較大,需要實時監測時,可采用GSM/GPRS通訊網絡或無線專網遠程流量監測系統,實現對各管路流量的實時監測和管理。
 
4、 傳感器的口徑的確定:傳感器的口徑不同,其測量范圍不同,而每一種口徑其測量范圍又隨著被測介質的種類和工況溫度、壓力的變化而變化,首先確定介質在工況下。

十二、選型表:

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