详细介绍
蒸汽流量表-江苏鼎升仪表有限公司
蒸汽主要用孔板流量计、涡街流量计来测量,其中以涡街流量计更为常见。主要用于工业管道介质流体的流量测量,如气体、液体、蒸汽等介质。其特点是压力损失小,量程范围大,精度高,在测量工况体积流量时几乎不受流体密度、压力、温度、粘度等参数的影响。无可动机械零件,因此可靠性高,维护量小。仪表参数能长期稳定。本仪表采用压电应力式传感器,可靠性高,有模拟标准信号,也有数字脉冲信号输出,容易与计算机等数字系统配套使用,是一种比较*进、理想的流量仪表。
一、蒸汽流量表测量的发展:
流量测量的发展可追溯到古代的水利工程和城市供水系统。古罗马凯撒时代已采用孔板测量居民的饮用水水量。公元*0年左右古埃及用堰法测量尼罗河的流量。我国著名的都江堰水利工程应用宝瓶口的水位观测水量大小等等。17世纪托里拆利奠定差压式流量计的理论基础,这是流量测量的里程碑。自那以后,18、19世纪流量测量的许多类型仪表的雏形开始形成,如堰、示踪法、皮托管、文丘里管、容积、涡轮及靶式流量计等。20世纪由于过程工业、能量计量、城市公用事业对流量测量的需求急剧增长,才促使仪表迅速发展,微电子技术和计算机技术的飞跃发展极大地推动仪表更新换代,新型流量计如雨后春笋般涌现出来。至今,据称已有上百种流量计投向市场,现场使用中许多棘手的难题可望获得解决。
我国开展近代流量测量技术的工作比较晚,早期所需的流量仪表均从国外进口。
流量测量是研究物质量变的科学,质量互变规律是事物发展的基本规律,因此其测量对象已不限于传统意义上的管道液体,凡需掌握量变的地方都有流量测量的问题。流量和压力、温度并列为三大检测参数。对于一定的流体,只要知道这三个参数就可计算其具有的能量,在能量转换的测量中必须检测此三个参数。能量转换是一切生产过程和科学实验的基础,因此流量和压力、温度仪表一样得到zui广泛的应用。
二、蒸汽流量表应用及特点:
适用介质 | 气体 | 煤气:焦炉煤气、高炉煤气、城市煤气 | |
天然气:包括含湿量5%以上的天然气 | |||
各种碳氢化合物气体:烷烃类、烯烃类等气体 | |||
各种气体制造:氢、氦、氩、氧、氮气等 | |||
腐蚀性气体:湿的氯化物气体等 | |||
空气:包括含水、含尘埃的空气、压缩空气等 | |||
烟道气:各种锅炉、加热炉排放的烟道气 | |||
蒸汽 | 饱和蒸气 | 过热蒸汽 | |
液体 | 油类:原油、燃料油、含水乳化油、柴油等 | ||
水:原水、饮用水、生产水、污水等 | |||
各种水溶液:酸、碱、盐水溶液等 | |||
有机物化学品:甲醇、乙二醇、二甲苯等 | |||
特殊流体 | 油+HC气+沙 | ||
加气的水:H2O+N2+空气:H2O+CO2等 |
1.结构简单而牢固,无可动部,可靠性高,长期运行十分可靠 。
2.安装简单,维护十分方便。
3.检测传感器不直接接触被测介质,性能稳定,寿命长。
4.输出是与流量成正比的脉冲信号,无零点飘移,精度高。
5.测量范围宽,量程比可达1:10。
6.压力损失较小,运行费用低,更具节能意义。
7.在一定的雷诺数范围内,输出信号频率不受流体物理性质和组分变化的影响,仪表系数仅与旋涡发生体的形状和尺寸有关,测量流体体积流量时无需补偿,调换配件后一般无需重新标定仪表系数。
8.应用范围广。
三、蒸汽流量表的选型:
A、压电式法兰卡装型涡街流量计VN沼气流量计连接方式:法兰卡装式(表体不带法兰)或法兰连接式(表体本身带法兰)。一般建议选用法兰卡装式,因为其结构紧凑,价格低,而且供货周期短。
B、电容式法兰连接型涡街流量计VN沼气流量计结构类型:一体型结构和分体型结构。一般采用一体型结构,只有在特殊场合下采用分体型结构(如:介质温度高时、环境温度或湿度高时、带现场显示为读数方便时)。
C、高温高压式法兰连接型涡街流量VN沼气流量计显示方法:无现场显示、带现场显示和只带现场显示。现场显示是指在表头上装有液晶显示电路,可显示累积流量、瞬时流量等参数。
D、压电式管道开口插入型涡街流量计VN沼气流量计信号输出方式:脉冲信号输出和4~20mA标准电流信号输出。一般情况下建议采用脉冲信号输出,因为脉冲信号直接与旋涡脱落频率相对应,不需转换,具有zui高的累计精度;同时,脉冲信号传输效果较好。标准电流信号输出一般用于与终端或控制系统组成流量测量系统。
E、.电容式法兰连接型涡街流量计VN沼气流量计防爆形式:非防爆型和本安防爆型。如果被测介质是易燃易爆物质或测量环境存在易燃易爆物质,应选用防爆型。
选型表:
型号 | 代码 | 说明 |
DS-WYLUGB | 高温蒸气涡街流量计 | |
形式 | G | 满管式 |
C | 插入式 | |
连接形式 | 1 | 法兰卡装式(只可满管式) |
2 | 法兰连接式(温压补偿式涡街必选,只可满管式) | |
3 | 表体断流拆装式(只可插入式) | |
4 | 表体不断流拆装式(只可插入式) | |
测量介质 | 1 | 气体、液体、蒸汽通用(只限智能显示型) |
2 | 液体 | |
3 | 气体 | |
4 | 饱和蒸汽、过热蒸汽 | |
口径 | □□□ | 口径(参考附表) |
信号输出 | 0 | 无输出 |
1 | 电压脉冲输出 | |
2 | 两线制4~20mA输出 | |
介质温度 | 0 | 测量介质温度-40℃~+150℃ |
1 | 测量0介质温度-40℃~+280℃(C型250℃) | |
2 | 测量介质温度-40℃~+350℃(C型不可选) | |
3 | 测量介质温度-40℃~+420℃(只限传感头不断流拆卸型) | |
形式方式 | 0 | 现场无显示(无补偿功能) |
1 | 现场显示 | |
精度 | 0 | 1.0级(G型,C型需协议供货) |
1 | 0.5级(仅G型) | |
2 | 0.2级(仅G型,需协议供货) | |
3 | 2.5级(C型) | |
4 | 1.5级(C型需协议供货) | |
5 | 低流速式(表体内直接缩径,1.5级) | |
表体形式 | 0 | 表体与放大器不分离 |
1 | 表体与放大器分离(小于10m,仅无补偿) | |
2 | 表体潜水式 | |
供电形式 | 0 | 12VDC供电 |
1 | 24VDC供电 | |
2 | 3.6V锂电池供电(限液晶无输出型) | |
3 | 3.6V锂电池、24VDC供电同时供(限液晶有输出型) | |
补偿方式 | 0 | C型 |
1 | 无补偿(G型) | |
2 | 现场显示气体温度、压力补偿(G型) | |
3 | 现场显示过热蒸汽温度、压力补偿(G型) | |
4 | 现场显示饱和蒸汽温度、压力补偿(G型) | |
传感头形式 | 0 | C型 |
1 | 传感头断流拆装式(G型) | |
2 | 传感头不断流拆装式(G型) | |
工作压力 | 0 | G型 |
1 | PN1.6MPa(C型) | |
2 | PN2.5MPa(C型,压力等级≥2.5MPa,需协议供货) | |
通讯形式 | 0 | 无通讯 |
2 | RS232通讯(限智能放大式) | |
4 | RS485通讯(限智能放大式) |
四、蒸汽流量表通经的选择及压力损失:
1、蒸汽流量计通径选择:
流量计的通径可根据zui大使用流量Qv来选择。为了获得尽可能宽的流量测量范围,正常使用流量应不小于流量计额定zui大流量的1/2。为保证流量计的准确度,雷诺数范围应在2×104~7×106内。 选择流量计通径时,应将已知标准状态(1大气压,0℃)下的流量换算为工况状态下的流量,以便从表(1.2)中选用适当的流量计。
①将标准状态下的密度ρN换算成工况下密度ρ。
②求出工况下的流量Qv:a)由标准状态体积流量求出Qv:
a.由标准状态体积流量求出Qv:
③动态粘度η与运动粘度的换算:η=μρ
④雷诺数:
以上式中:
ρ—工况下密度(kg/m3)
ρN—标准状态下密度(kg/m3)
P— 工况下压力(MPa)
T— 工况温度(℃)
Qv—工况体积流量(m3/h)
QN—标准状态下体积流量(Nm3/h)
Qm—质量流量(kg/h)
η—动态粘度(Pa?S)
RD—雷诺数
D—流量计管径或插入探头直径(mm)
表1 不同通径下流量计液体、气体zui大流量及所对应的zui大频率
注:1、液体zui小流量可从图1查找,气体和过热蒸汽可从图2查找。
2、对于插入式流量计而言,管径从200~2500mm其zui大流量可按流速(液体9m/s,气体75m/s)计算。其zui小流速可通过表1、表2、图1、图2、DN50zui小流量来计算,再得出某管径下zui小流量。
2、压力损失:
水在流速7m/s时为0.054Mpa,大气压下的空气在流速75m/s时为830H2O,压力损失由下式计算。
△Ρ=1.1×10-6×ρ?V2
式中:△Ρ——压力损失(Mpa)
ρ——流体密度(kg/m3)
V——流速(m/s)
表2 常用气体介质的标准状态密度
饱和蒸汽实例
试确定DN50流量计用于7bar饱和蒸汽的量程范围。由表3可查得:DN50 7bar量程范围是84-1835kg/h 还可得到以下信息:饱和蒸汽温度165℃,密度3.67kg/m3。
液体zui小流量(线性)
图1 液体zui小流量与运动粘度的关系
气体/过热蒸汽zui小流量
例2:已知氮气流量为4600Nm3/h,工作压力0.7Mpa,工作温度为40℃,选择流量计通经。
解:①将标准流量变为工况流量
求工作条件下的密度
首先查表2,得知标准状态下氮气密度1.25kg/Nm3
②通过表1和图2可知
φ80 流量计的测量范围 40~1375m3/h
φ100 流量计的测量范围 70~2120m3/h
φ80 流量计的测量范围 200~4771m3/h
根据选型原则常用流量不小于额定zui大流量的1/2。所以应选φ80流量计。
当选择的流量计管径比实际工作管径小时,应采用变径管以保证准确测量。见图3
图3 变径管的直管段要求
五、蒸汽流量表工作原理:
当流体通过由螺旋形叶片组成的旋涡发生器后,流体被迫绕着发生体轴剧烈旋转,形成旋涡。当流体进入扩散段时,旋涡流受到回流的作用,开始作二次旋转,形成陀螺式的涡流进动现象。该进动频率与流量大小成正比,不受流体物理性质和密度的影响。检测元件测得流体二次旋转进动频率,就知道了流量。而且能在较宽的流量范围内获得良好的线性度。流量计算式为:
K=f/q
式中:K ——流量仪表系数l/m³
f——旋涡频率 Hz
q——体积流量m³/s
流量计的仪表系数在一定的结构参数和规定的雷诺数范围内与流体的温度、压力、组分和物性(密度、粘度)无关。
流量计由传感器和转换显示仪组成。
1、传感器包括旋涡发生器、检测元件、整流器和壳体。
旋涡发生器由特定螺旋形叶片组成,它固定在壳体收缩段前端,强迫流体产生强烈的旋涡流。
检测元件安装在靠近扩张管的喉部,用热敏、压电、应变、电容或光纤等检测元件可测出旋涡进动的频率信号。
整流器固定在流量计表体出口,其作用是消除旋涡流,以减小下游流态对仪表测量的影响。
壳体设计成一定形状的流道,使旋涡形成,固定和保护安装在内部的零部件,并通过法兰与管道相连接。
2、转换显示仪
由压电传感器检测到的微弱电压信号经过放大、滤波、整形后,变成频率与流量成正比的脉冲信号,然后由显示仪计数显示。显示仪配有外输接口,输出各种信号。对测量的气体介质可进行温度和压力的补偿,转换为标准状况下的体积流量,并显示。
六、蒸汽流量表测量系统组成:
锥形流量仪表同传统差压式流量仪表一样,由三阀组、引压管、差压变送器、流量积算系统组成标准体积流量测量系统。对于气体和蒸汽等可压缩介质,可加温度、压力补偿,组成质量流量测量系统。
七、蒸汽流量表技术参数:
1、基本参数:
公称通径(mm) | 15,20,25,32,40,50,65,80,100,125,150,200,250,300,(300~1000插入式) |
公称压力(MPa) | DN15-DN200 4.0(>4.0协议供货),DN250-DN300 1.6(>1.6协议供货) |
介质温度(℃) | 压电式:-40~260,-40~320;电容式: -40~300, -40~400,-40~450(协议订货) |
本体材料 | 1Cr18Ni9Ti,(其它材料协议供货) |
允许振动加速度 | 压电式:0.2g 电容式:1.0~2.0g |
精确度 | ±1%R,±1.5%R,±1FS;插入式:±2.5%R,±2.5%FS |
范围度 | 1:6~1:30 |
供电电压 | 传感器:+12V DC,+24V DC;变送器:+12V DC ,+24V DC;电池供电型:3.6V电池 |
输出信号 | 方波脉冲(不包括电池供电型):高电平≥5V,低电平≤1V;电流:4~20mA |
压力损失系数 | 符合JB/T9249标准 Cd≤2.4 |
防爆标志 | 本安型:ExdⅡia CT2-T5隔爆型:ExdⅡCT2-T5 |
防护等级 | 普通型IP65 潜水型 IP68 |
环境条件 | 温度-20℃~55℃,相对湿度5%~90%,大气压力86~106kPa |
适用介质 | 气体、液体、蒸汽 |
传输距离 | 三线制脉冲输出型:≤300m,两线制标准电流输出型 (4~20mA):负载电阻≤750Ω |
2、尺寸表:
3、选型表:
①、气体:常温常压空气,t=20℃,P=0.1MPa(绝压),ρ=1.205kg/m3,υ=15×10-6 m2/s。
②、液体:常温水,t=20℃,ρ=998.2kg/m3,υ=1.006×10-6m2/s。
仪表口径(mm) | 液体 | 气体 | ||
测量范围(m3/h) | 输出频率范(Hz) | 测量范围(m3/h) | 输出频率范围(Hz) | |
15 | 0.4~4 | 40~400 | 2.8~12 | 278~1190 |
20 | 0.7~7 | 26~260 | 6~30 | 226~1130 |
25 | 1~10 | 21~210 | 8.8~55 | 190~1140 |
32 | 1.5~15 | 15~150 | 15~140 | 126~1036 |
40 | 2.5~25 | 13~130 | 25~205 | 140~1040 |
50 | 3.5~45 | 9~190 | 35~350 | 94~1020 |
65 | 5.5~75 | 6.7~91 | 60~600 | 73~730 |
80 | 8.5~110 | 4.1~82 | 86~860 | 55~690 |
100 | 16~180 | 4.7~69 | 130~1300 | 42~536 |
125 | 25~270 | 4.3~49 | 220~2200 | 38~380 |
150 | 35~350 | 2.8~43 | 350~4000 | 33~330 |
200 | 65~650 | 2~31 | 560~8000 | 22~315 |
250 | 95~950 | 1.5~25 | 890~11000 | 18~221 |
300 | 150~1500 | 1.2~24 | 1360~18000 | 16~213 |
-300 | 150~1500 | 5.5~87 | 1560~15600 | 85~880 |
-400 | 180~3000 | 5.6~87 | 2750~27000 | 85~880 |
-500 | 300~4500 | 5.6~88 | 4300~43000 | 85~880 |
-600 | 450~6500 | 5.7~89 | 6100~61000 | 85~880 |
-800 | 750~10000 | 5.7~88 | 11000~110000 | 85~880 |
-1000 | 1200~1700 | 5.8~88 | 17000~170000 | 85~880 |
>(1000) | 协议 |
| 协议 |
|
注:表中(300)~(1000)口径为插入式
八、蒸汽流量表外形及安装尺寸:
当介质温度大于100℃时,下表中H加高200mm。
1、无法兰式:
表1
注:①以上参数仅适用于法兰夹持式2.5MPa以下压力规格的涡街流量计。
②安装法兰为法兰,出厂时已配备,安装法兰的标准为企业标准,推荐使用。
说明:
①以上尺寸仅供设计选型时参考,实际尺寸以出厂或定货时确认为准。
②常用无缝钢管直径为公制钢管直径,如采用英制钢管,需在定货时注明。
③管道对焊式、螺纹连接式、卡箍连接式、固定插入式、球阀插入式的结构外形尺寸,以及高温型、超低温型的外形尺寸以出厂或定货时确认为准。
④流量计安装法兰采用企业标准或国家标准GB/T9119-2000,也可根据用户需要采用国家其他部门或行业标准,或采用其他国家标准(美标、德标、日标等),如需特殊标准请在定货时注明。
2、法兰式:
表2
注:①以上参数仅适用于法兰连接式1.6MPa以下压力规格的涡街流量计。
②仪表长度为标准型尺寸,带一体化温压补偿型仪表长度相应加长50mm。
③法兰连接式涡街流量计出厂时不配带管道法兰和螺栓,用户需另行购买,连接法兰的标准为GB/T9119-2000突面板式平焊钢制管法兰。
3、插入式:
表3 L2和G2为配球阀时杆长及重量
九、蒸汽流量表安装:
仪表的正确安装是保障仪表正常运行的重要环节,若安装不当,轻则影响仪表的使用精度,重则会影响仪表的使用寿命,甚至会损坏仪表。
安装环境要求:
尽可能避开强电设备、高频设备、强开关电源设备。仪表的供电电源尽可能与这些设备分离。
避开高温热源和辐射源的直接影响。若必须安装,须有隔热通风措施。
避开高湿环境和强腐蚀气体环境。若必须安装,须有通风措施。
涡街流量仪表应尽量避免安装在振动较强的管道上。若必须安装,须在其上下游2D处加设管道紧固装置,并加防振垫,加强抗振效果。
仪表安装在室内,安装在室外应注意防水,特别注意在电气接口处应将电缆线弯成U形,避免水顺着电缆线进入放大器壳内。
仪表安装点周围应该留有较充裕的空间,以便安装接线和定期维护。
仪表管道安装要求:
涡街流量仪表对安装点的上下游直管段有一定要求,否则会影响介质在管道中的流场,影响仪表的测量精度。仪表的上下游直管段长度要求见图(三) DN为仪表公称口径 单位:mm
注:调节阀尽可能不安装在涡街流量仪表的上游,而应安装在涡街流量仪表的下游10D处。
上、下游配管内径应相同。如有差异,则配管内径Dp与涡街仪表表体内径Db,应满足以下关系
0.98Db≤Dp≤1.05Db
上、下游配管应与流量仪表表体内径同心,它们之间的不同轴度应小于0.05Db
仪表与法兰之间的密封垫,在安装时不能凸入管内,其内径应比表体内径大1-2mm
测压孔和测温孔的安装设计。被测管道需要安装温度和压力变送器时,测压孔应设置在下游3-5D处,测温孔应设置在下游6-8D处,见图(七)。D为仪表公称口径,单位:mm
仪表在在管道上可以水平、垂直或倾斜安装。
测量气体时,在垂直管道安装仪表,气体流向不限。但若管道内含少量液体,为了防止液体进入仪表测量管,气流应自下而上流动,如图(四)a所示
测量液体时,为了保证管内充满液体,所以在垂直或倾斜管道安装仪表时,应该保证液体流动方向从下而上。若管道内含少量气体,为了防止气体进入仪表测量管,仪表应安装在管线的较低处
如图(四)b所示
测量高温、低温介质时,应注意保温措施。转换器内部(表头壳体内)高温一般不应超过70℃;低温易使转换器内部出现凝露,降低印制电路板的绝缘阻抗,影响仪表正常工作。
蒸汽流量表订货须知:
用户在定购流量仪表时要注意根据流体的公称口径、工作压力、工作温度、流量范围、流体种类和环境条件选择合适的规格。
需要我公司的显示仪表配套时,请参阅相应的说明书,选用合适的型号,或由我公司技术人员根据您提供的资料替您设计选型。需要传输信号用的电缆时注明规格长度。
售后服务承诺书:
1、经我公司所销售的仪表系列产品,确保两年内提供同等价位的产品及 备品备件的销售,并按需方要求免费提供相应的。
2、我公司所提供的产品在一年内如出现产品质量问题(易损件或辅件除 外)一律负责免费维修,并免费提供及需方的员工技能培 训。
3、因我公司所提供的产品出现质量问题,经我公司技术部门核实,公司将 派遣专业的技术人员赶赴现场处理问题至客户满意。
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