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、粘度等參數的影響。無可動機械零件，因此可靠性高,維護量小。儀表參數能長期穩定。本儀表采用壓電應力式傳感器,可靠性高,有模擬標準信號,也有數字脈沖信號輸出,容易與計算機等數字系統配套使用,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、環境溫度或濕度高時、帶現場顯示為讀數方便時）。

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：無現場顯示、帶現場顯示和只帶現場顯示。現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。

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組成流量測量系統。

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（1大氣壓，0℃）下的流量換算為工況狀態下的流量，以便從表（1.2）中選用適當的流量計。
①將標準狀態下的密度ρN換算成工況下密度ρ。

②求出工況下的流量Qv：a)由標準狀態體積流量求出Qv：
a.由標準狀態體積流量求出Qv：

③動態粘度η與運動粘度的換算：η=μρ
④雷諾數：

以上式中：
ρ—工況下密度（kg/m3）
ρN—標準狀態下密度（kg/m3）
P— 工況下壓力（MPa）
T— 工況溫度（℃）
Qv—工況體積流量（m3/h）
QN—標準狀態下體積流量（Nm3/h）
Qm—質量流量（kg/h）
η—動態粘度（Pa?S）
RD—雷諾數
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生器后，流體被迫繞著發生體軸劇烈旋轉，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l/m³

f——旋渦頻率 Hz

q——體積流量m³/s

流量計的儀表系數在一定的結構參數和規定的雷諾數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、傳感器包括旋渦發生器、檢測元件、整流器和殼體。

旋渦發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，更具節能意義。

7．在一定的雷諾數范圍內，輸出信號頻率不受流體物理性質和組分變化的影響，儀表系數僅與旋渦發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。

8．應用范圍廣。