高温蒸汽常用计量仪表选型—江苏天罡仪表有限公司

高温蒸汽常用计量仪表选型

介绍：

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*、理想的流量仪表。

蒸汽流量表选型：

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。

通经的选择及压力损失：

流量计的通径可根据大使用流量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、气体大流量及所对应的大频率

注：1、液体小流量可从图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其大流量可按流速（液体9m/s，气体75m/s）计算。其小流速可通过表1、表2、图1、图2、DN50小流量来计算，再得出某管径下小流量。

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

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。

液体小流量（线性）

图1  液体小流量与运动粘度的关系

气体/过热蒸汽小流量

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。

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。

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。