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      蒸汽渦街流量計
      蒸汽渦街流量計
      • 產品名稱

        蒸汽渦街流量計

      • 公司名稱

        金湖多特自動化儀表有限公司

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      一、儀表概述: 
      蒸汽渦街流量計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。渦街流量計有模擬標準信號,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,是一種比較先進、理想的流量儀表。
      二、測量原理:
      蒸汽渦街流量計測量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、適用場合:
      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、性能特點:
      1、可在很寬的流量范圍內精確測量氣體、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、技術指標:
      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必須有一定的直管道,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,若必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。 
      七、對管道的要求: 
      1、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。 
      2、配管應與傳感器同心,同軸度應小于0.05DN。 
      3、密封墊不能凸入管道內,其內徑可比傳感器內徑略大。 
      4、如需斷流檢查與清洗傳感器,應設置旁通管道,如下圖所示。 
      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,必須采取減震措施,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。 

      八、安裝條件:
      1、傳感器可安裝在室內,也可安裝在室外。環境條件要符合要求。
      2、傳感器應安裝在水平、垂直或傾斜(流體的流向自下而上)的與其公稱通徑相應的管道上。
      3、傳感器應避免安裝在有機械振動的管道上。當振動不可避免時,應考慮在距傳感器前后約2DN處的直管段上加固定支撐架。
      4、傳感器感應避免安裝在有較強電磁場干擾、有熱輻射、有腐蝕性氣體、空間小和維修不方便的場所。
      5、被測介質含有較多雜質時,應在傳感器上游直管段要求的長度以外加裝過濾器。
      6、傳感器的上、下游應配置一定長度的直管段,直管段的內壁應清潔、光滑,無明顯凸凹、積垢和起皮等現象。其長度應符合圖二的要求。安裝液體傳感器的附近管道內,應充滿被測液體。
      7、直管段內徑盡可能與傳感器通徑*,若不能*,應采用比傳感器通徑略大的管徑,誤差要≤3%并不超過5mm。
      九、注意事項:
      1、法蘭與直管段焊接時不能帶著傳感器焊接。
      2、安裝時應使傳感器的流向標志與管道內流體流向*。
      3、傳感器安裝前,法蘭凹槽內必須放好密封圈。壓力和溫度測量點的位置,取壓點在傳感器下游3~5DN處,測溫點在下游5~8DN處。
      4、測量高溫介質時,切勿用隔熱材料把傳感器連接桿周圍包起來。
      5、連接傳器的屏蔽電纜走向,應盡可能遠離強電磁場的干擾場合。不允許與高壓電纜一起敷設,屏蔽電纜要盡量縮短,并且不得盤卷,以減少分布電感,zui大長度不應超過200米。
      6、安裝傳感器前,管道必須進行清洗。沖掉管內的雜質,避免通流后堵塞傳感器。測量液體的管道必須充滿被測液體,防止氣泡的干擾。
      7、測量氣體的管道為防止儲積液的干擾。安裝位置如圖五所示。高溫高壓下更換探頭體時,必須安全操作,做好高溫防護。降溫降壓后在安全條件下方可更換探頭。
      十、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》。
      十一、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,無需做精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,也就是說必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,必須采用壓力補償,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。
      十二、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。
      十三、調試使用期間需要注意的問題:
      1、流量計現場安裝、維護必須遵守“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。

      十四、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。

      十五、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。

      十六、參數對照表:

      公稱通徑(mm)

      25,40,50,65,80,100,125,150,200,250,300---------

      公稱壓力(MPa)

      DN25-DN200 4.0(>4.0協議供貨),DN250-DN300 1.6(>1.6協議供貨)

      介質溫度()

      壓電式:-40260,-40320;

      電容式: -40300, -40400,-40450(協議訂貨)

      本體材料

      1Cr18Ni9Ti,(其它材料協議供貨)

      允許振動加速度

      壓電式:0.2g 電容式:1.02.0g

      精確度

      ±1%R,±1.5%R,±1FS

      范圍度

      16130

      供電電壓

      +24V

      輸出信號

      電流:420mA

      壓力損失系數

      符合JB/T9249標準 Cd≤2.4

      防爆標志

      本安型:Exdia CT2-CT5隔爆型:ExdCT2-CT5

      防護等級

      普通型IP65 潛水型 IP68

      環境條件

      溫度-2055,相對濕度5%90%,大氣壓力86106kPa

      適用介質

      氣體、液體、蒸汽

      負載電阻

      兩線制變送器(420mA):負載電阻≤750Ω

      十七、標況流量范圍簡表:單位(m3/h)

      流量 

      液體流量范圍

      氣體流量范圍

      飽和蒸汽流量范圍

      口徑

      zui小流量

      zui大流量

      zui小流量

      zui大流量

      zui小流量

      zui大流量

      DN25

      0.9

      14

      8.3

      110

      13

      1500

      DN40

      2.5

      35

      26

      300

      25

      4400

      DN50

      3.3

      55

      36

      480

      40

      6800

      DN80

      8

      150

      90

      1300

      100

      19000

      DN100

      14

      240

      140

      2000

      160

      29000

      DN150

      38

      450

      290

      4100

      350

      66000

      DN200

      70

      850

      620

      7500

      620

      118000

      DN250

      130

      1300

      700

      12500

      970

      185000

      DN300

      180

      2000

      920

      16500

      1400

      267000

       

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