涡街蒸汽流量计

蒸汽流量计概述

      涡街蒸汽流量计（也称旋涡流量计）是用途极其广泛的一种流量计量仪表，几乎可以用在所有气体、液体和蒸汽的流量计量、测量和控制。

      应力式涡街流量计是速度式流量计的一种，它以卡门涡街理论为基础，采用压电晶体检测流体通过管道内三角柱时所产生的旋涡频率，从而测量出流体的流量。涡街流量计广泛应用于石油、化工、轻工、动力供热等行业。

涡街蒸汽流量计测量原理

      当管道中流体介质通过旋涡发生体(三角柱)时，由于局部流速加速而产生旋涡现象(如图一)，此旋涡分成两列交替地出现，这种旋涡列被称为卡门涡街。

      卡门涡街的释放频率与三角柱宽度尺寸和流体的流动速度有关，而与介质的温度、压力等特性参数无关，可用下式表示：

      f=StV/d （公式1）

      式中：f—卡门涡街释放频率    St—斯特罗哈尔数    V —介质流速     d— 三角柱宽度

      斯特罗哈尔数是涡街流量计的重要参数，它只与介质的雷诺数Re有关。只要管道内介质的雷诺数保持在2×104至7×106范围内，斯特罗哈尔数St便保持为一个常数，这样，便可以通过测量旋涡频率检测出流体的流速，再通过流速计算出流体的工况体积流量，结合介质的密度即可准确计算出介质的质量流量。

      涡街流量计质量流量的基本公式 ：

      Qg  = 3600fρ/K （公式2）

      式中： Qg ── 质量流量     f ── 脉冲频率(Hz)    ρ── 密度(kg/m3)  K ── 仪表系数(脉冲个数/m3)

涡街流量计技术参数

      公称通径：

      法兰式：DN15-DN300

      插入式：DN200-DN2000

      适用范围：

      气体：压缩空气、二氧化碳、氧气、氮气等

      液体：除盐水、软化水、高温水等

      蒸汽：饱和蒸汽、过热蒸汽

      介质温度： 

      低温：–40℃-150℃

      中温：–40℃-250℃

      高温：–40℃-350℃

      公称压力：

      低压：≤1.6MPa 、≤2.5MPa 

      中压：≤4MPa 、≤6.3MPa 

      高压：≤10MPa 、≤16MPa 、≤25MPa 、≤42MPa

      精度等级：

      测量液体：1.0级(0.5级可协议订货)

      测量气体：1.5级(1级可协议订货)

      测量蒸汽：1.5级(1级可协议订货)

      插入式：2.5级

      流速范围：

      液体：0.35-8m/s

      气体：3-70m/s

      蒸汽：2.5-75m/s

      测量范围：见表一、表二、表三、

      输出信号：

      电压脉冲：低电平≤1V，高电平 ≥6V

      标准电流：4-20mA

      供电电源：

      电压脉冲输出：DC12V/DC24V

      4-20mA标准电流输出: DC24V/DC24V+3.6V锂电池

      一体化表头显示：3.6V锂电池

      环境温度：–20℃-+55℃

      相对湿度：5%-90%

      表体材料：304不锈钢，其他材质可协议供货

      防护等级：IP65、IP67

      防爆等级：ExibIICT3Gb，ExibIICT4Gb

      防爆合格证号：CELL.2152，CELL.2154

涡街流量计选型指南

      一、根据测量介质确定涡街流量计的配置和结构形式

            ㈠、测量蒸汽、气体优选分体式带温度、压力补偿涡街流量计，具体的配置是：涡街流量传感器、智能流量积算仪、压力变送器、Pt-100铂热电阻及壁挂式仪表箱（简称五件套）。这种配置计量准确，测量蒸汽显示的是补偿后质量流量，测量气体显示的是标况和工况体积流量，
 

            ㈡、测量蒸汽时，当蒸汽温度小于200℃、口径不大于DN100也可以选用一体式温压补偿涡街流 量计，这时显示的是补偿后的质量流量,当蒸汽温度大于200℃、口径大于DN100不建议使用该类型仪表；测量气体时，也可以选用一体式温压补偿涡街流量计，这时显示的是标况和工况体积流量。一体式温压补偿涡街流量计计量较为准确， 但稳定性和读数方便性不如分体式,如下图： 

            ㈢、测量蒸汽、气体有时也选用一体不带补偿涡街流量计， 如下图。测量蒸汽显示的是未补偿的质量流量，测量气体显示的工况体积流量。当温度和压力比较稳定时该类型仪表计量也大致准确；当实际温度、压力与用户给定的参数有较大偏离时，测量的结果就会有较大的误差。实际上蒸汽的温度、压力波动都比较大，所以测量蒸汽选用分体式带温压补偿涡街流量计，这样计量准确，便于读数。

            ㈣、测量除盐水、软化水、纯净水、高温水选用一体或分体不补偿涡街流量计；
            ㈤、测量自来水、污水、酸碱液、电解液、空调循环水等优选电磁流量计；
            ㈥、测量柴油、汽油、食用油选用椭圆齿轮流量计、腰轮流量计、涡轮流量计；
            ㈦、测量导热油选用标准孔板流量计。

      二、还要确定涡街流量计是否带以下功能

            1、需给PLC、DCS、积算仪、数显表等提供输入信号，则须带4-20mA电流输出；

            2、需要采集温度、压力、流量流量计的数据，则须带RS485/RS232通讯接口；

            3、是否需要配备壁挂式仪表箱，以便于固定和保护智能积算仪；

            4、是否需要配备后备电源，以能保证停电时整个测量系统能正常工作100小时以上；

            5、是否需要远程抄表，以实现对流量、温度、压力等参数实时监测。

      三、后还要确定涡街流量计口径-基于流量的口径选型方法

            1、涡街流量计公称通径不同，其测量范围也不同，每一种通径其测量范围又随着被测介质的种类和温度、压力的变化而变化。

            2、选涡街流量计口径时不应该按管道口径直接选择同口径的流量计，而应使实际瞬时流量与该口径的流量范围相匹配。

            3、涡街流量计选择合适的口径是为了解决目前的计量，在流量合适的情况下兼顾到后期流量增大的情况；而不是相反，只考虑以后流量可能增大，而不顾现在有可能流量较小。

                  测量饱和蒸汽时，确定工况温度与压力二者之一和大致流量范围，便可通过查表法（表二、三）确定涡街流量计公称通径；

                  测量过热蒸汽时，确定工况温度和压力，通过查表法（表四）确定其密度，通过此密度和大致流量范围，利用查表法（表二、三）确定涡街流量计公称通径。

                  测量气体和液体时，首先确定介质在工况下大致流量范围，就可通过查表法（表一）确定涡街流量计公称通径。