一(yī)、儀表概述:
渦街流量計主要用(yòng)於各種行業(yè)工業管道(dào)中氣體、液體、蒸汽(qì)介質流體的流量測(cè)量。特點(diǎn)是壓力損失(shī)小,量程範圍(wéi)大(dà),精度(dù)高,在測量工況體積流量時(shí)幾乎不受流體密(mì)度(dù)、壓力、溫度、粘度(dù)等參數(shù)的影響(xiǎng)。無可動機械零件,因此可靠性高,維護量小,儀表參數能(néng)長期穩定。
二、測量原理:
渦街流量計(jì)是由設(shè)計在流場中的旋(xuán)渦(wō)發生體、檢(jiǎn)測探頭及相應(yīng)的電(diàn)子線路等組成。當流體流經旋渦發生體時,它的兩側就形成(chéng)了交替變化的兩排旋渦,這種旋渦(wō)被稱為(wéi)卡門渦街。在卡門渦(wō)街理論的基(jī)礎上又提出了卡門渦街的頻率與流體的流速成正比,並給出了(le)頻率與流速的(de)關係式:
f = St × V/d 式中(zhōng):
f 渦街發生頻(pín)率 (Hz)
V 旋渦發生體兩側的平均流速(m/s )
St 斯特羅哈爾係數(常數)
這些交替(tì)變化的旋(xuán)渦就形成了一係列交替變化(huà)的負壓力,該壓力作用(yòng)在檢測探頭上,便(biàn)產生一係列交變電信號,經過(guò)前置放大器轉(zhuǎn)換、整形(xíng)、放大(dà)處理後,輸(shū)出(chū)與(yǔ)旋渦同步成正比的脈衝(chōng)頻率信號(或標準信號)。
三、使用選(xuǎn)擇及應用:
1、為(wéi)了使(shǐ)用方便,電池(chí)供電(diàn)型采用微功耗****,采用鋰電(diàn)池供(gòng)電可不間(jiān)斷運(yùn)行一年以上,節省(shěng)了電(diàn)纜和顯示儀表的采購(gòu)安裝費用,可就地顯示瞬時流量(liàng)、累積流量等。
2、溫(wēn)度(dù)補償一體型還帶有(yǒu)溫度傳感器,可(kě)以(yǐ)直接測量出飽和蒸汽的溫(wēn)度(dù)並計算出壓力,從而顯(xiǎn)示飽和蒸汽的質量流(liú)量。
3、溫(wēn)壓補償一(yī)體型帶有溫度、壓力傳感(gǎn)器,用於(yú)氣體流(liú)量測量(liàng)可直(zhí)接測量出氣體介質的溫度和壓(yā)力,從(cóng)而顯示(shì)氣體的標況體積流量。
4、**應用(yòng)於石油、化工、冶金、機械、造紙,以及城(chéng)市管道(dào)供(gòng)熱、供水、煤(méi)氣等行業的各種低黏(nián)度(dù)液體、氣體、蒸(zhēng)汽等(děng)單相流體的(de)工藝計量和節能管理(lǐ)。
四、性能特點:
1、可在很寬(kuān)的流量範圍內精確測量氣體(tǐ)、液體和蒸汽的流量(liàng)而(ér)不受流(liú)體物理(lǐ)性質的影響(xiǎng);
2、不受(shòu)溫度、壓力的影響,同時不(bú)易堵,不易卡,不(bú)易結垢(gòu),耐(nài)高(gāo)溫,高(gāo)壓(yā);
3、安全防爆,適用於惡劣環境;
4、無可動部件、無孔洞縫隙(xì)設計,產品無磨損、耐(nài)髒汙,無須(xū)機械(xiè)維修,使用壽命長(zhǎng);
5、采用微功(gōng)耗****,電池供電的現場顯示型流量計(jì),可不斷電運行(háng)兩年以上(shàng);
6、溫(wēn)壓補償一體化設計;
7、電流輸出均為電隔離型,具有良好的共模幹擾抑製能力(lì);
8、同時(shí)顯(xiǎn)示(shì)流(liú)量值與(yǔ)累計流量值,不必輪(lún)流切換;
9、采用(yòng)抗振動(dòng)探頭(tóu),有效消除(chú)外界振動影響;
10、采用分體式信號轉換器,電纜zui長100米(mǐ);
11、量程比寬達20:1;
12、儀表整體結構設計合理,動態測量範(fàn)圍寬,壓力損失小;
13、表體采用不(bú)鏽(xiù)鋼(gāng)材質(zhì),可適用於腐蝕性介質的測量;
14、現場液晶顯示,脈衝、4~20mA輸出或485通迅,可與工業自(zì)動化(huà)係(xì)統連接。
五、技術指標(biāo):
1、測量介質:液體、氣體、蒸(zhēng)汽(qì);
2、測(cè)量範圍:(見下表);
3、公稱通徑:(見下表)非標產品可(kě)根據用戶要(yào)求特殊定做(zuò);
4、溫度範圍(wéi):壓電式 -40℃ ~ 350℃ 電容式 -60℃ ~ 450℃;
5、壓(yā)力規格:PN1.6Mpa; PN2.5Mpa; PN4.0Mpa ,更高壓力規(guī)格可特殊定做;
6、範 圍 度:正常範圍1:10 擴展後範(fàn)圍1:15;
7、壓力損(sǔn)失係(xì)數:Cd≤2.6;
8、係(xì)統測量精度(dù):液體、氣(qì)體 示值(zhí)的±1%;
蒸(zhēng) 汽 示(shì)值的±1.5%;
插入式 示值的±2.5%;
9、供(gòng)電電壓:傳感器 +12VDC 、+24VDC(可選(xuǎn)) 變(biàn)送器 +24VDC;
現場顯(xiǎn)示型 儀表自帶3.6V鋰電池;
10、輸(shū)出信(xìn)號:傳感器 脈衝(chōng)頻率信號0.1 ~ 3000Hz 低電平≤1V 高(gāo)電平≥6V;
變送器 兩線製(zhì)4 ~ 20mA.DC電流信號;
11、允許振動加速度:壓(yā)電式 ≤0.2g 電容式(shì) ≤1.0g;
12、環境溫度:傳感(gǎn)器:-30℃ ~ 65℃ 變送器、現(xiàn)場顯示(shì):-10℃ ~ 50℃;
13、環境濕度:相(xiàng)對濕度5 ~ 85%;
14、大(dà)氣壓力:86 ~ 106Kpa;
15、信號遠傳距(jù)離(lí):≤500m;
16、信(xìn)號線接口:內螺紋M20×1.5;
17、防爆(bào)等級:( ia )ⅡCT2 — T5;
18、 防護等級(jí):普通型(xíng) IP65 潛(qián)水型IP68;
19、儀表材質:儀表外殼采(cǎi)用鋁合金,表體部分采用不鏽鋼304材質,也可(kě)根據(jù)用戶要求采用(yòng)特殊材(cái)質(zhì)。
六、安裝要求說明(míng):
1、渦街隻能單向(xiàng)測量,安裝時注意保證介(jiè)質(zhì)流量方向與流量計(jì)箭頭所(suǒ)示方(fāng)向*。
2、安裝方式為豎直安(ān)裝,介質自下而上通過(guò)流計。即將(jiāng)流量計安裝在豎直(zhí)管道(dào)上,流量方向為自(zì)下向(xiàng)上。
3、水平安裝時,必須將流(liú)量計(jì)裝在整個係統的(de)高壓區(qū),並保證相(xiàng)應的(de)出口壓力;不要安裝在管路的zui高點(diǎn),因zui高點(diǎn)往往氣體(tǐ)積聚(jù),管道非滿,出口(kǒu)不可直接放(fàng)空。
4、測高溫流體時,盡量采用(yòng)豎直安裝方式(shì);若不(bú)得不水平安裝,請(qǐng)將流量(liàng)計的變送器部分豎(shù)直向下,或水平側裝,避免溫度過(guò)高(gāo);注意安裝位(wèi)置處空氣流動或(huò)通風良好(hǎo)。
5、直管段要求(qiú):至(zhì)少保證流量計前15倍管徑,流(liú)量計後5倍管徑。如流量計(jì)前有彎頭(tóu),縮進(jìn),擴大等幹(gàn)擾(rǎo)源,則需保證流量計前(qián)30-40倍的管徑,流(liú)量計後6倍管徑(jìng)。流量計應安裝於調(diào)節閥(fá),壓力或溫度(dù)傳感器的(de)上遊。
6、安裝時注(zhù)意管道(dào)口徑應略(luè)大於或等於儀表的內徑。
7、使用密封(fēng)圈時,注意密封圈(quān)內徑應略(luè)大於或(huò)等於儀表的內徑,密封(fēng)圈中心位於(yú)管道中心(xīn)。
8、電纜入口密(mì)封(fēng)儀表電氣連接時(shí),必須(xū)注意進線孔的密封。必須(xū)根(gēn)據儀表電纜入口型號(hào)選擇相應的(de)密封接口(M20Χ1.5;1/2'NPT;G1/2'),並(bìng)正確、緊密地安裝。沒有密(mì)封接(jiē)頭(tóu),或(huò)安裝馬虎(hǔ),達不到密封效果。
七、對管(guǎn)道要(yào)求:
1、對直管段的要求:
為了確保儀表正常、準(zhǔn)確運行,傳感器安裝點的上下遊必須(xū)有(yǒu)一定的直(zhí)管道,以調整流場,如圖所示。
圖1:同心(xīn)縮管;
圖2:同心擴管;
圖3:一個90度彎頭(tóu);
圖4:同一(yī)平(píng)麵兩(liǎng)個90度彎頭;
圖5:不(bú)同平麵兩個90度(dù)彎頭;
圖6 :調節閥應安裝在傳感器下遊5D以(yǐ) 遠處(chù),若必須安(ān)裝在傳感器上遊, 則傳感器上(shàng)遊應有不小於50D的 等徑(jìng)直管段,下遊應有不小於5D 的等徑直管段。
2、對(duì)管道的(de)要求:
a、上、下遊配管內徑(jìng)D和與傳感器內徑DN相同,其差異滿(mǎn)足下述條(tiáo)件:0.95DN≤D≤1.1DN。
b、配管應(yīng)與傳感器同心,同(tóng)軸度應小於(yú)0.05DN。
c、密封墊(diàn)不能凸入管道內,其(qí)內徑可比(bǐ)傳感器內徑略大。
d、如需斷流(liú)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(dòng)的要求:
傳感器盡量避免(miǎn)安裝在振動(dòng)較(jiào)強的管道上,若(ruò)不得已(yǐ)要安裝時,必須采取減震措施,在傳感(gǎn)器(qì)的上下遊2D處分別(bié)設置管道緊固裝置,並加防振墊。
特別注意:在空壓機出口處振動(dòng)較強(qiáng),不能安裝傳感(gǎn)器,應安裝在儲氣罐之後。
八、安裝注意事項(xiàng):
1、法(fǎ)蘭與直管段焊接時(shí)不(bú)能帶著(zhe)傳感器焊接(jiē)。
2、安裝時應使傳感器的流向標誌與管道內(nèi)流體流向*。
3、傳(chuán)感器安(ān)裝前,法蘭凹(āo)槽內必須(xū)放好(hǎo)密(mì)封(fēng)圈。壓力和溫度測量(liàng)點的位置,取壓點在傳感器(qì)下遊3~5DN處,測溫(wēn)點在(zài)下遊5~8DN處。
4、測量高溫介質時,切勿用隔熱材料(liào)把傳感(gǎn)器連接(jiē)杆周圍包起來。
5、連接(jiē)傳(chuán)器的屏蔽(bì)電纜走向,應盡可能遠離強(qiáng)電磁場的幹擾(rǎo)場合(hé)。不(bú)允許與高壓電纜一起敷設(shè),屏蔽電纜要(yào)盡量縮短,並且不得盤卷(juàn),以減(jiǎn)少分布電感(gǎn),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。衝掉管內的雜質,避免通流後堵塞傳感器(qì)。測量液體的管道必須(xū)充滿被(bèi)測液體(tǐ),防止氣泡(pào)的幹擾。
7、測量氣體的管道為(wéi)防止儲(chǔ)積(jī)液的幹擾。安裝位置(zhì)如圖五所示。高溫高(gāo)壓下更換探頭體(tǐ)時,必須安全操(cāo)作(zuò),做(zuò)好高(gāo)溫防護。降溫降壓(yā)後在安(ān)全條件下方(fāng)可更換探頭。
九、安裝的規範管理:
流量(liàng)計規範安裝(zhuāng),給(gěi)使用部門在後續管理(lǐ)提供有力的技術保障,對施(shī)工單(dān)位提出以下幾點具體要求(qiú),通過多年的(de)驗證效果很(hěn)好。
1、帶4~20mA輸出,脈衝輸出。
2、GPRS遠傳(chuán)設備需帶脈衝(chōng)輸(shū)入,4~20mA輸入。
3、具有電源防雷(léi)和(hé)信(xìn)號防(fáng)雷(4~20mA)。
4、儀(yí)表櫃要求為:櫃內帶UPS電源、配空開及(jí)插座、將GPRS通(tōng)訊裝置、智(zhì)能轉換器等集中安裝並(bìng)帶鎖。
5、儀表櫃(guì)的平(píng)穩需水(shuǐ)泥墩底(dǐ)座(zuò)、儀表櫃防護等級適用戶外、櫃頂(dǐng)具有隔熱層防(fáng)止陽(yáng)光直射、櫃(guì)具有防潑水功能(néng)。
6、表井內需(xū)有一(yī)側留有足夠(gòu)的直管(guǎn)段,便於智(zhì)能檢測、比對和後續管理。
7、設計智能時前端須留有至少(shǎo)10倍公稱(chēng)通經(jīng)(10DN)的直(zhí)管段,後端須留有大於5DN的直管段,確保計量準確。
8、應嚴格按(àn)說明書安裝(zhuāng),安裝完畢後需(xū)測量接地,接地電阻值應在(zài)10Ω以下。等電位連(lián)接線(xiàn)使用多股(gǔ)銅束(shù)導線,線(xiàn)纜需大於等於16mm2;儀表接(jiē)地線使(shǐ)用多股(gǔ)銅束(shù)導(dǎo)線,線纜要求大於(yú)等於6mm2。接地標準詳見GB50343-2009《建築物(wù)電子信(xìn)息係統防雷技術規範》。
十、選型(xíng)要點:
正確(què)選(xuǎn)型才能保證更好的(de)使用。選用(yòng)什麽種(zhǒng)類的應根據被測(cè)流體(tǐ)介質(zhì)的物理性質和化學性質來決(jué)定?使(shǐ)的通徑(jìng)、流量範圍、襯裏材料、電極材料和輸出電流等?都能適應被(bèi)測流體的性質和流(liú)量測量的要求。
1、精(jīng)密功能檢查(chá)
精度等級和功能根據測量要求和使用場合選擇(zé)儀表精 度(dù)等級,做到經(jīng)濟合(hé)算。比如用於貿易結算、產品交接和(hé)能源計量的場(chǎng)合,應該選擇精度等級高些,如1.0級、0.5級(jí),或(huò)者更(gèng)高等級; 用於過(guò)程控製的場合(hé),根據(jù)控製要求選擇(zé)不 同精度等級;有些僅僅是檢測一下(xià)過程流(liú)量,無需做精確控製和(hé)計量的(de)場合,可以選(xuǎn)擇精度等級稍低(dī)的,如(rú)1.5級(jí)、2.5級,甚至 4.0級,這時(shí)可以選用價(jià)格低廉的(de)插入式。
2、可(kě)測(cè)量的介質
測量(liàng)介質流速、儀表量程與(yǔ)口徑 測量一(yī)般的介質(zhì)時,的滿度(dù) 流量可以(yǐ)在測(cè)量介質流速0.5—12m/s範圍(wéi)內 選用,範(fàn)圍比較寬。選擇儀表規格(口徑)不一 定與(yǔ)工藝管道(dào)相同,應視測量流量範圍(wéi)是否 在流速範圍內(nèi)確定,即當管道流速偏低,不能滿(mǎn)足流量儀表要求時(shí)或者在此流速下(xià)測量準 確度不能保證(zhèng)時,需要縮(suō)小儀表口徑,從而提 高管內流速,得到滿意測(cè)量(liàng)結果。
3、渦(wō)街流量變送(sòng)器的選擇
在飽(bǎo)和蒸(zhēng)汽測量中采用VA型壓電式渦街流量變送器,由於量程範圍寬,因此(cǐ),在實際應用中,一般主要考慮測量飽和蒸汽的流量不得低(dī)於的下限(xiàn),也就是(shì)說必須滿足流體(tǐ)流速不得低於5m/s。根據用汽量的大(dà)小選用不同口徑的(de)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(jìng)。
4、壓(yā)力補(bǔ)償壓力變送器的選(xuǎn)擇(zé)
由於飽和蒸汽(qì)管路長,壓力波動較(jiào)大,必須(xū)采用壓力補償,考慮(lǜ)到壓力、溫度及(jí)密度的對應關係,測量中(zhōng)隻采用(yòng)壓力(lì)補償即可,由於管道飽和蒸汽壓(yā)力在0.3-0.7MPa範圍,壓力變(biàn)送(sòng)器的量程(chéng)選擇1MPa即可。
5、顯(xiǎn)示儀表選擇
顯示儀表智(zhì)能(néng)流量(liàng)顯示儀,具有穩(wěn)壓補償、瞬時流量(liàng)顯(xiǎn)示和(hé)累積流量積(jī)算功能。