高溫蒸汽常用計量儀表選型—江蘇天罡儀表有限公司

高溫蒸汽常用計量儀表選型

介紹：

蒸汽主要用孔板流量計,、渦街流量計來測量，其中以渦街流量計更為常見,。主要用于工業(yè)管道介質流體的流量測量,，如氣體、液體,、蒸汽等介質,。其特點是壓力損失小,量程范圍大,精度高,在測量工況體積流量時幾乎不受流體密度、壓力,、溫度,、粘度等參數(shù)的影響。無可動機械零件,，因此可靠性高,維護量小,。儀表參數(shù)能長期穩(wěn)定,。本儀表采用壓電應力式傳感器,可靠性高,有模擬標準信號,也有數(shù)字脈沖信號輸出,容易與計算機等數(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VN沼氣流量計連接方式：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,。

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

C、高溫高壓式法蘭連接型渦街流量VN沼氣流量計顯示方法：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,、瞬時流量等參數(shù),。

D、壓電式管道開口插入型渦街流量計VN沼氣流量計信號輸出方式：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旋渦脫落頻率相對應，不需轉換,，具有高的累計精度,；同時，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(tǒng)組成流量測量系統(tǒng),。

E、.電容式法蘭連接型渦街流量計VN沼氣流量計防爆形式：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(huán)境存在易燃易爆物質,，應選用防爆型。

通經的選擇及壓力損失：

流量計的通徑可根據(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,，正常使用流量應不小于流量計額定大流量的1/2。為保證流量計的準確度,，雷諾數(shù)范圍應在2×104～7×106內,。 選擇流量計通徑時，應將已知標準狀態(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?shù)牧髁坑嫛?br />①將標準狀態(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)由標準狀態(tài)體積流量求出Qv：
a.由標準狀態(tài)體積流量求出Qv：

③動態(tài)粘度η與運動粘度的換算：η=μρ
④雷諾數(shù)：

以上式中：
ρ—工況下密度（kg/m3）
ρN—標準狀態(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—標準狀態(tài)下體積流量（Nm3/h）
Qm—質量流量（kg/h）
η—動態(tài)粘度（Pa?S）
RD—雷諾數(shù)
D—流量計管徑或插入探頭直徑（mm）

表1 不同通徑下流量計液體、氣體大流量及所對應的大頻率

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,、對于插入式流量計而言,，管徑從200～2500mm其大流量可按流速（液體9m/s，氣體75m/s）計算,。其小流速可通過表1,、表2、圖1,、圖2,、DN50小流量來計算，再得出某管徑下小流量,。

壓力損失：
水在流速7m/s時為0.054Mpa,，大氣壓下的空氣在流速75m/s時為830H2O，壓力損失由下式計算,。

△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 常用氣體介質的標準狀態(tài)密度

試確定DN50流量計用于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  液體小流量與運動粘度的關系

氣體/過熱蒸汽小流量

工作原理：

當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，形成旋渦,。當流體進入擴散段時,，旋渦流受到回流的作用，開始作二次旋轉,，形成陀螺式的渦流進動現(xiàn)象,。該進動頻率與流量大小成正比，不受流體物理性質和密度的影響,。檢測元件測得流體二次旋轉進動頻率,，就知道了流量。而且能在較寬的流量范圍內獲得良好的線性度,。流量計算式為：

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

流量計的儀表系數(shù)在一定的結構參數(shù)和規(guī)定的雷諾數(shù)范圍內與流體的溫度,、壓力、組分和物性（密度,、粘度）無關,。

流量計由傳感器和轉換顯示儀組成,。

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,，強迫流體產生強烈的旋渦流。

檢測元件安裝在靠近擴張管的喉部,，用熱敏,、壓電、應變,、電容或光纖等檢測元件可測出旋渦進動的頻率信號,。

整流器固定在流量計表體出口，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。

殼體設計成一定形狀的流道,，使旋渦形成,，固定和保護安裝在內部的零部件，并通過法蘭與管道相連接,。

2,、轉換顯示儀

由壓電傳感器檢測到的微弱電壓信號經過放大、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。對測量的氣體介質可進行溫度和壓力的補償,，轉換為標準狀況下的體積流量,，并顯示。

特點：

1．結構簡單而牢固,，無可動部件,，可靠性高，長期運行十分可靠 ,。

2．安裝簡單,，維護十分方便。

3．檢測傳感器不直接接觸被測介質,，性能穩(wěn)定,，壽命長,。

4．輸出是與流量成正比的脈沖信號，無零點飄移,，精度高,。

5．測量范圍寬，量程比可達1：10,。

6．壓力損失較小,，運行費用低，更具節(jié)能意義,。

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

8．應用范圍廣,。