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一、儀表概述:
高溫渦街流量計是利用液體振動原理而開發(fā)的一種新型流量計,廣泛應用在石油、化工、冶金、造紙等行業(yè)流體的計量。該流量計無可動部件,可靠性強、精度高、壽命長,可在很寬的流量范圍內測量液體的瞬時流量和累計流量。其不受介質溫度、壓力、粘度及組分的影響,同時不堵、不卡、不易結垢、耐高溫、高壓,安全防爆,適用于惡劣環(huán)境。流量計分一體化顯示和遠傳顯示,并可輸出脈沖信號或電流信號與微機聯(lián)網。
二、測量原理:
高溫渦街流量計在測量管中垂直插入一個柱狀物時,流體通過柱狀物兩側就交替地產生有規(guī)則的旋渦,這種旋渦列被稱為卡門渦街??ㄩT渦街的釋放頻率與流體速度及柱狀物的寬度有關,可用下式表示:
f=St·v/d
式中:f-卡門渦街的釋放頻率
St-系數(shù)(稱為斯特羅哈數(shù))
v-流速
d-柱狀物的寬度
卡門渦街釋放頻率f和流速v成正比,因此通過測量卡門渦街釋放頻率就可算出瞬時流量。
斯特羅哈數(shù)是渦街流量計的重要系數(shù)。在曲數(shù)的St≈0.17的平直部分,旋渦的釋放頻率與流速成正比,所以檢出頻率f就可求得流速v,由v求出體積流量。
渦街流量傳感器得旋渦釋放頻率是由旋渦交替地作用于檢測傳感器(探頭)上地應力通過在它內部地壓電元件來檢出地。
三、適用場合:
高溫渦街流量計可廣泛用于大、中、小型各種管道給排水、工業(yè)循環(huán)、污水處理,油類及化學試劑以及壓縮空氣、飽和及過熱蒸汽、天然氣及各種介質流量的計量。
四、性能特點:
1、zui大優(yōu)點是抗振性能特別好,無零點漂移,可靠性高。
2、傳感器的通用性很強,從而使傳感器具有良好的互換性采用*數(shù)控設備加工傳感器的表體和旋渦發(fā)生體等,確保加工精度,從而使零部件(特別是旋渦發(fā)生體)的通用性強,從而真正做到不會因零部件的更換而影響傳感器的重復性和精度;能產生強大而穩(wěn)定的渦街信號。
3、在一定的雷諾數(shù)范圍內,流量特性不受流體壓力、溫度、黏度、密度、成分的影響,僅是與旋渦發(fā)生體的形狀和尺寸有關。
4、輸出與流量成正比的脈沖信號或模擬信號,無零點漂移,精度高,方便與計算機聯(lián)網。
5、結構簡單牢固,無可動部件,可靠性高,使用維護方便。
6、檢測元件不與介質接觸,性能穩(wěn)定,使用壽命長,傳感器采用檢測探頭與旋渦發(fā)生體分開安裝,而且耐高溫的壓電晶體密封在檢測探頭內,不與被測介質接觸,所以渦街流量計具有結構簡單、通用性好和穩(wěn)定性高的特點。
7、測量范圍寬,量程比可達1:10。
8、測量體積流量時不需補償,渦街輸出的信號實際上是與流速成線性關系的,也就是與體積流量成正比。壓力和溫度補償?shù)哪康氖菫榱说玫搅黧w的密度,乘以體積流量就得到質量流量,若測量氣體的體積流量就不需要補償。
五、技術指標:
1、公稱通徑(mm):15,25,40,50,65,80,100,125,150,200,250,300,(200~2000插入式) 非標產品可根據(jù)用戶要求特殊定做。
2、公稱壓力(MPa):DN15-DN200 4.0(>4.0協(xié)議供貨),DN250-DN300 1.6(>1.6協(xié)議供貨) 。
3、介質溫度(℃):壓電式:-40~260,-40~320;電容式: -40~300, -40~400,-40~450(協(xié)議訂貨)。
4、本體材料:儀表外殼采用鋁合金,1Cr18Ni9Ti,(其它材料協(xié)議供貨)。
5、允許振動加速度:壓電式:0.2g;電容式:1.0~2.0g。
6、度:±1%R,±1.5%R,±1FS;插入式:±2.5%R,±2.5%FS。
7、范圍度:1:6~1:30。
8、供電電壓:傳感器:+12V DC,+24V DC;變送器:+12V DC ,+24V DC;電池供電型:3.6V電池。
9、輸出信號:方波脈沖(不包括電池供電型):高電平≥5V,低電平≤1V;電流:4~20mA。
10、壓力損失系數(shù):符合JB/T9249標準 Cd≤2.4。
11、防護等級:普通型IP65 ;潛水型 IP68。
12、環(huán)境條件:溫度-20℃~55℃,相對濕度5%~90%,大氣壓力86~106kPa。
13、適用介質:氣體、液體、蒸汽 。
14、傳輸距離:三線制 脈沖輸出型:≤300m,兩線制標準電流輸出型 (4~20mA):負載電阻≤750Ω。
15、信號線接口:內螺紋M20×1.5。
16、現(xiàn)場液晶雙行顯示(溫度補償型)方式:可循環(huán)顯示溫度、壓力、瞬時流量、累積流量等參數(shù)。
六、現(xiàn)場需求:
1、低維護量-市場上大多數(shù)的渦街流量計是采用取壓孔或插入式檢測元件感應漩渦,一旦介質中雜質嵌入取壓孔或感應元件與表體間的縫隙,則造成信號變弱或不穩(wěn)定。良好的設計應該是沒有容易堵塞的部分,從而降低維護量。
2、感應元件在線更換-某些廠家的感應元件與渦街發(fā)生體合二為一,看似簡單的設計卻給實際使用帶來不便。因為一旦感應部分失效,則需要將管道內介質排空泄壓后更換部件,影響生產。完善的設計應該是將二者分開,這樣就可以單獨更換感應部分,而無需將介質排空。
3、渦街流量計容易受到振動的干擾,設計精良的渦街流量計可以通過硬件和數(shù)字信號處理將干擾排除,從而得到穩(wěn)定的信號。
4、渦街流量計安裝的一個麻煩事前后需要很長的直管段,有些廠家可以提供在流量計內部縮徑的設計,大大降低了用戶專門維渦街流量計配備直管段的需求。
七、調試使用期間需要注意的問題:
1、流量計現(xiàn)場安裝、維護必須遵守“有防爆性氣體時勿開蓋"的警告語,并在開蓋前關掉外電源。
2、渦街流量計在室外使用時,建議加配防護罩。
3、不得隨意松開流量計固定部分。壓力傳感器的保護。用戶在使用流量計時,應注意流量計的壓力過載值為壓力傳感器額定工作壓力的1.5倍(即介質zui高壓力的1.5倍)。選型應在規(guī)定的流量范圍內,防止超速運行,以獲得理想的準確度和保證正常使用壽命。(由于試壓、吹掃管道或排氣造成超速運轉,以及渦輪在反向流中運轉都可能導致流量計損壞)
4、渦街流量計投入運行時應緩慢開啟閥門,防止瞬間氣流沖擊而損壞渦輪。加潤滑油應按告示牌操作,加油的次數(shù)依氣質潔凈程度而定,通常每年2~3次。
5、渦街流量計運行時不允許打開后蓋或更動內部有關參數(shù),否則將影響流量計的正常運行。
八、安裝使用中應注意的事項:
渦街無機械可動部件,體積小,耐腐蝕,性能穩(wěn)定,可直接顯示介質的工作壓力、溫度、流量以及標準狀態(tài)下的氣量,量程范圍寬,計量誤差小等優(yōu)點,現(xiàn)已廣泛用于油氣井的生產計量和天然氣的銷售計量中。在多年來的現(xiàn)場應用中,我們認為該流量計于較為干凈的干氣計量,漸成為中小用氣計量的計量儀表。要保證流量計計量準確,減少計量誤差,請注意:
1、選型合理
勿使實際zui小流量QVmin低于所選通徑流量計流量范圍下限。
2、安裝正確
渦街流量計上游的應有至少10D長度的計量直管段。直管段內壁應光滑、更不能有臺階,磨平連接法蘭的焊縫,法蘭墊片不能突入管道內。更不能把流量計的安裝方向裝反了。試驗證明:一切不合理的安裝,都將導致流量計計量值偏低。
3、遠離震蕩源,或在流量計上、下游安裝支墩,以避免管線震動的影響。避免強磁場對流量計芯片的干擾。
4、氣質相對干凈
尤其不能出現(xiàn)液氣兩相流;氣質較臟時,應即時清洗流量計。
5、減少氣流脈動的影響
可在流量計前安裝緩沖罐,或者加長流量計上游的計量直管段長度。
6、及時對流量計進行計量檢定,確保量值準確可靠。
九、選型要點:
正確選型才能保證渦街流量計更好的使用。選用什么種類的渦街流量計應根據(jù)被測流體介質的物理性質和化學性質來決定?使渦街流量計的通徑、流量范圍、襯里材料、電極材料和輸出電流等?都能適應被測流體的性質和流量測量的要求。
1、精密功能檢查
精度等級和功能根據(jù)測量要求和使用場合選擇儀表精 度等級,做到經濟合算。比如用于貿易結算、產品交接和能源計量的場合,應該選擇精度等級高些,如1.0級、0.5級,或者更高等級; 用于過程控制的場合,根據(jù)控制要求選擇不 同精度等級;有些僅僅是檢測一下過程流量,無需做控制和計量的場合,可以選擇精度等級稍低的,如1.5級、2.5級,甚至 4.0級,這時可以選用價格低廉的插入式渦街流量計。
2、可測量的介質
測量介質流速、儀表量程與口徑 測量一般的介質時,渦街流量計的滿度 流量可以在測量介質流速0.5—12m/s范圍內 選用,范圍比較寬。選擇儀表規(guī)格(口徑)不一 定與工藝管道相同,應視測量流量范圍是否 在流速范圍內確定,即當管道流速偏低,不能滿足流量儀表要求時或者在此流速下測量準 確度不能保證時,需要縮小儀表口徑,從而提 高管內流速,得到滿意測量結果。
3、渦街流量變送器的選擇
在飽和蒸汽測量中采用VA型壓電式渦街流量變送器,由于渦街流量計量程范圍寬,因此,在實際應用中,一般主要考慮測量飽和蒸汽的流量不得低于渦街流量計的下限,也就是說必須滿足流體流速不得低于5m/s。根據(jù)用汽量的大小選用不同口徑的渦街流量變送器,而不能以現(xiàn)有的工藝管道口徑來選擇變送器口徑。
4、壓力補償壓力變送器的選擇
由于飽和蒸汽管路長,壓力波動較大,必須采用壓力補償,考慮到壓力、溫度及密度的對應關系,測量中只采用壓力補償即可,由于管道飽和蒸汽壓力在0.3-0.7MPa范圍,壓力變送器的量程選擇1MPa即可。
5、顯示儀表選擇
顯示儀表智能流量顯示儀,具有穩(wěn)壓補償、瞬時流量顯示和累積流量積算功能。