蒸汽管道流量计

     蒸汽管道流量计主要用于工业管道介质流体的流量测量,如气体、液体、蒸气等多种介质。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。涡街流量计采用压电应力式传感器,可靠性高,可在-20℃～+250℃的工作温度范围内工作。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。

涡街流量计原理
  在流体中设置三角柱型旋涡发生体，则从旋涡发生体两侧交替地产生有规则的旋涡，这种旋涡称为卡门旋涡，如图1所示，旋涡列在旋涡发生体下游非对称地排列。

设旋涡的发生频率为f，被测介质平均流速为 ，旋涡发生体迎流面宽度为d，表体通径为D，即可得到以下关系式：

　f=SrV1/d=SrV/md 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（1）
式中　　V1--旋涡发生体两侧平均流速，m/s；
　　　　Sr--斯特劳哈尔数；
　　　　 m--旋涡发生体两侧弓形面积与管道横截面面积之比　　　　　　　　

　管道内体积流量qv为
　　　　　　　　　　　　 qv=πD2V/4=πD2mdf/4Sr 　　　　　　　　　　　　　　　　(2)
　　　　　　　　　　　　 K=f/qv=[πD2md/4Sr]-1 　　　　　　　　　　　　　　　　 (3)
式中 K--流量计的仪表系数，脉冲数/m3（P/m3）。
　　 K除与旋涡发生体、管道的几何尺寸有关外，还与斯特劳哈尔数有关。斯特劳哈尔数为无量纲参数，它与旋涡发生体形状及雷诺数有关，
 
图2所示为圆柱状旋涡发生体的斯特劳哈尔数与管道雷诺数的关系图。由图可见，在ReD=2×104～7×106范围内，Sr可视为常数，这是仪表正常工作范围。当测量气体流量时，VSF的流量计算式为(4) 
图2 斯特劳哈尔数与雷诺数关系曲线
式中 qVn，qV--分别为标准状态下（0oC或20oC，101.325kPa）和工况下的体积流量，m3/h； 
　　 Pn，P--分别为标准状态下和工况下的压力，Pa；
　　 Tn，T--分别为标准状态下和工况下的热力学温度，K；
　　 Zn，Z--分别为标准状态下和工况下气体压缩系数。 
　　 由上式可见，VSF输出的脉冲频率信号不受流体物性和组分变化的影响，即仪表系数在一定雷诺数范围内仅与旋涡发生体及管道的形状尺寸等有关。但是作为流量计在物料平衡及能源计量中需检测质量流量，这时流量计的输出信号应同时监测体积流量和流体密度，流体物性和组分对流量计量还是有直接影响的。

　 特点：
◆测量介质： 气体、液体、蒸气
◆口径规格 法兰卡装式口径选择DN15~300 
◆流量测量范围 正常测量流速范围 雷诺数1.5×104～4×106；气体5～50m/s; 液体0.5～7m/s
正常测量流量范围 液体、气体流量测量范围见表2； 蒸气流量范围见表3
◆测量精度 1.0级 1.5级 2.5级 
◆被测介质温度:常温–25℃～100℃
◆高温–25℃～150℃ -25℃～250℃
◆输出信号 脉冲电压输出信号 高电平8～10V 低电平0.7～1.3V
◆脉冲占空比约50%,传输距离为100m
◆脉冲电流远传信号 4～20 mA,传输距离为1000m
◆仪表使用环境 温度:-25℃～+55℃ 湿度:5～90% RH50℃
◆材质 不锈钢, 铝合金
◆电源 DC24V或锂电池3.6V
蒸汽管道流量计基本结构和安装尺寸
流量计由表体、支柱和放大显示装置组成。有两种与管道连接的方式，即法兰卡装方式和法兰连接方式。图2为法兰卡装示意，图3是法兰连接示意，表1、表2为有参考尺寸。



表2法兰卡装参考尺寸（mm）



表3法兰连接参考尺寸（mm）

安装注意事项和要求

　　1、合理选择安装场所和环境。

　　避开强电力设备，高频设备，强电源开关设备;避开高温热源和辐射源的影响，避开强烈震动场所和强腐蚀环境等，同时要考虑安装维修方便。

　　2、上下游必须有足够的直管段。

　　若传感器安装点的上游在同一平面上有二个90。弯头，则：上游直管段≥25D，下游直管段≥5D 。

　　若传感器安装点的上游在不同平面上有二个90。弯头，则：上游直管段≥40D，下游直管段≥5D 。

　　调节阀应安装在传感器的下游5D以外处，若必须安装在传感器的上游，传感器上游直管段应不小于50D，下游应有不小于5D。

　　3、安装点上下游的配管应与传感器同心，同轴偏差应不小于0.5DN。

　　4、管道采取减振动措施。

　　传感器尽量避免安装在振动较强的管道上，特别是横向振动。若不得已要安装时，必须采取减振措施，在传感器的上下游2D处分别设置管道紧固装置，并加防振垫。

　　5.在水平管道上安装是流量传感器安装方式。

　　测量气体流量时，若被测气体中含有少量的液体，传感器应安装在管线的较高处。

　　测量液体流量时，若被测液体中含有少量的气体，传感器应安装在管线的较低处。

　　6.传感器在垂直管道的安装。

　　测量气体流量时，传感器可以安装在垂直管道上，流向不限。若被测气体中含有少量的液体，气体流向应由下向上。

　　测量液体流量时，液体流向应由下向上：这样不会将液体重量额外附加在探头上。

　　7、传感器在水平管道的侧装。

　　无论测量何种流体，传感器可以在水平管道上侧装，特别是测量过热蒸汽，饱和蒸汽和低温液体，若条件允许采用侧装，这样流体的温度对放大器的影响较小。

　　8.传感器在水平管道的倒装。

　　一般情况下不推荐用此安装方法。此安装方法不适用于测量一般气体、过热蒸汽。可用于测量饱和蒸汽，适用于测量高温液体或需经常清洗管道的情况。

　　9.传感器在有保温层管道上的安装。

　　测量高温蒸汽时，保温层多不能超过支架高度的三分之一。

　　10.测压点和测温点的选择。

　　根据测量的需要，需在传感器附近测量压力和温度时，测压点应在传感器下游的3-5D处，测温点应在传感器下游的6-8D处。

　　注意事项

　　1.法兰与直管段焊接时不能带着传感器焊接。

　　2.安装时应使传感器的流向标志与管道内流体流向一致。

　　3.传感器安装前，法兰凹槽内必须放好密封圈。压力和温度测量点的位置，取压点在传感器下游3～5DN处，测温点在下游5～8DN处。

　　4. 测量高温介质时，切勿用隔热材料把传感器连接杆周围包起来。

　　5.连接传感器的屏蔽电缆走向，应尽可能远离强电磁场的干扰场合。不允许与高压电缆一起敷设，屏蔽电缆要尽量缩短，并且不得盘卷，以减少分布电感，长度不应超过200米。

　　6.安装传感器前，管道必须进行清洗。冲掉管内的杂质，避免通流后堵塞传感器。测量液体的管道必须充满被测液体，防止气泡的干扰。

　　测量气体的管道为防止储积液的干扰。高温高压下更换探头体时，必须安全操作，做好高温防护。降温降压后在安全条件下方可更换探头。

　　1.传感器可安装在室内，也可安装在室外。环境条件要符合要求。

　　2.传感器应安装在水平、垂直或倾斜(流体的流向自下而上)的与其公称通径相应的管道上。

　　3. 传感器应避免安装在有机械振动的管道上。当振动不可避免时，应考虑在距传感器前后约2DN处的直管段上加固定支撑架。

　　4.传感器应避免安装在有较强电磁场干扰、有热辐射、有腐蚀性气体、空间小和维修不方便的场所。

　　5.被测介质含有较多杂质时，应在传感器上游直管段要求的长度以外加装过滤器。

　　6.传感器的上、下游应配置一定长度的直管段，直管段的内壁应清洁、光滑，无明显凸凹、积垢和起皮等现象。其长度应符合图二的要求。安装液体传感器的附近管道内，应充满被测液体。

7.直管段内径尽可能与传感器通径一致，若不能一致，应采用比传感器通径略大的管径，误差要≤3%并不超过5mm。