纺织厂管道蒸汽流量计

    蒸汽用于加热烘干，每个车间都需要考核蒸汽用量，所以在每个车间进气管道上必须安装一台智能蒸汽流量计，用于计量每个车间每天每月，年的用气量，达到工厂考核标准。智能蒸汽流量计在选型时需要提供几个参数：管道口径，工作压力，蒸汽温度，供电方式，显示方式，安装方式等。

    目前市场上测量蒸汽流量计有一体式蒸汽流量计，和分体式蒸汽流量计，一体式蒸汽流量计是不需要接线的，那么分体式现场安装设计到接线要求，下面我们首先介绍一下分体式蒸汽流量计的性能工作原理和接线要求：

    蒸汽流量计一般都是三线制脉冲输出，我们用蒸汽流量计24V+接AK-2100的流量积算仪的19号端子，用蒸汽流量计24V-接DS-2100的流量积算仪的3号端子，蒸汽流量计脉冲输出端子接DS-2100的流量积算仪的2号端子，然后3和20号端子串联。

上列图片是压力传感器接线示意图，压力变送器的24V+接DS-2100的流量积算仪6号端子，压力变送器24V-接DS-2100的流量积算仪19号端子，DS-2100的流量积算仪7和20号端子串联。

这个图片接线示意图是温度传感器的接线示意图，一般温度传感器是三线制，其中温度传感器红色端子接DS-2100的流量积算仪10号端子，温度传感器剩余2个白色端子接DS-2100的流量积算仪10和11号端子即可。

纺织厂管道蒸汽流量计主要特点：
1．结构简单而牢固，无可动部件，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。

纺织厂蒸汽流量计原理：

    蒸汽流量计是根据“卡门涡街”原理研制成的流体振荡式流量测量仪表。在一定雷诺数范围内旋涡的分离频率与旋涡发生体的几何尺寸、管道的几何尺寸有关，旋涡的频率正比于流量，其结构原理如图1所示。

涡街流量计所测量的是旋涡发生体两侧的平均速度u1，而反映被测流量的是管道中的平均流速u，它们之间的关系式为

式中：f为旋涡频率，Hz；Sr为斯特劳哈尔数；u1为发生体两侧的平均流速，m/s；d为发生体迎流面的宽度，m；u为被测介质来流的平均流速，m/s；m为旋涡发生体两侧弓形面积与管道横截面面积之比，不可压缩流体中，由于流体密度ρ不变，由连续性方程可得到m=u/u1。

由此可得体积流量为

  式中K为涡街流量计的仪表系数，1/m3。

  从式（3）可见，涡街流量计的仪表系数仅与其机械结构和斯特劳哈尔数相关，与来流流量无关。而K又表征着涡街流量计的计量特性，在下文中，重点分析在各种不同流体介质条件下K的变化规律。

纺织厂管道蒸汽流量计技术指标：
1．测量介质：气体、饱和蒸汽、过热蒸汽。
2．精度等级：液体±1.0%，气体（蒸汽） ±1.5%，插入式±2.5%。
3．工作压力：1.6MPa，2.5MPa，4.0MPa。
4．介质温度：普通型-40～150℃ 中温型-40～250℃ 高温型-40～350℃。
5．输出信号：三线电压脉冲，低电平0～1V，高电平 > 4V，占空比50%； 二线制标准电流4～20mA；三线制标准电流0～10mA。
6．工作环境：-35℃～+60℃，湿度≤95%RH。
7．工作电源：DC12V；DC24V。
8．壳体材料：碳钢、不锈钢。

理论分析与计算：

    蒸汽对流量计计量特性的影响主要有如下3个因素：首先从式（3）中可以看出，影响K值大小的因素主要有机械结构尺寸D、m、d和斯特劳哈尔数Sr4个变量．从涡街流量计基本原理上分析，在不同流体介质条件下，机械结构尺寸的变化主要是由于温度的变化带来的热胀冷缩引起，其次不同流体可压缩性的差异也会导致仪表系数的偏差。此外Sr受雷诺数的影响，而雷诺数又受黏度的影响，流体的不同带来黏度的不同，根据相关的研究黏度对涡街流量计仪表系数的影响可以忽略。下文主要分析前2个因素对华云蒸汽流量计的影响。

温度的影响：

对图1所示发生体，得到m的计算公式为

对流体流通面积而言，可以把旋涡发生体看作为矩形（宽为d，长为D，见图1），面积比为

将式（5）带入式（3）中得

相关的研究表明，当涡街流量计发生体为图1所示形状时，在d/D＝0.28时，产生的旋涡强度和旋涡的稳定性好，故取d/D＝0.28代入式（6）中得

由金属材料的线性膨胀公式得

Dt=D20[1+α（t−20）] （8）

式中：Dt为壳体温度为t的直径；D20为20℃时壳体的直径；α为材料线性膨胀系数。

将式（8）带入式（7）中得到由于温度变化而引起的仪表系数的变化为

发生体和壳体为不锈钢材质（1Crl8Ni9Ti），在20～300℃时线性膨胀系数α为16.6×10-6，将α和不同温度下的Kt带入式（9）中得到数据如表1所示。

在表1中，Kt/K20表示温度为t和20℃时仪表系数之比，表示温度为t时仪表系数的相对变化量，即由于蒸汽温度的不同所引入的计量偏差，由此计算分析可以看出温度对机械结构尺寸的变化引起对仪表系数K的影响，随着温度的升高，造成的计量偏差也越来越大。