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關于蒸汽流量計如何選型

點擊次數(shù)：4041 發(fā)布時間：2021-03-19 07:55:30
目前測量蒸汽的儀表主要為兩種形式：渦街流量計與差壓式流量計。差壓式流量計與渦街流量計比較壓力損失大、測量精度不高、差壓傳送錯誤，綜合各方面性能確定選擇渦街流量計。

一.蒸汽流量計產(chǎn)品的種類和適用范圍

1．LUGB系列滿管型壓電式渦街流量儀表
2．LUGB系列插入型壓電式渦街流量儀表
3．LUGE系列滿管型電容式渦街流量儀表
4．LUGE系列插入型電容式渦街流量儀表
5．LUGB/E系列電池供電型渦街流量儀表
6．潛水型/分體型渦街流量儀表（協(xié)議訂貨）
7．多功能曲線紀錄積算儀，帶P/T補償功能、中文液晶顯示
8．智能流量積算儀，數(shù)碼管顯示

二.蒸汽流量計工作原理

在流體中設置非流線型旋渦發(fā)生體（阻流體），則從旋渦發(fā)生體兩側交替地產(chǎn)生兩列有規(guī)則的旋渦，這種旋渦稱為卡曼渦街，如圖(一)所示。
蒸汽流量計工作原理
旋渦列在旋渦發(fā)生體下游非對稱地排列。設旋渦的發(fā)生頻率為f，被測介質來流的平均速度為V，旋渦發(fā)生體迎流面寬度為d，表體通徑為D，根據(jù)卡曼渦街原理，有如下關系式:
f=StV/d                 公式(1)
式中：
f－發(fā)生體一側產(chǎn)生的卡門旋渦頻率
St－斯特羅哈爾數(shù)（無量綱數(shù)）
V－流體的平均流速
d－旋渦發(fā)生體的寬度
由此可見，通過測量卡門渦街分離頻率便可算出瞬時流量。其中,斯特羅哈爾數(shù)（St）是無因次未知數(shù)，
圖（二）表示斯特羅哈爾數(shù)（St）與雷諾數(shù)（Re）的關系。
蒸汽流量計曲線圖
在曲線表中St＝0.17的平直部分，漩渦的釋放頻率與流速成正比,即為渦街流量傳感器測量范圍度。只要檢測出頻率f就可以求得管內(nèi)流體的流速，由流速V求出體積流量。所測得的脈沖數(shù)與體積量之比，稱為儀表常數(shù)（K），見式（2）
K＝N/Q（1/m³）              公式（2）
式中：K＝儀表常數(shù)（1/m³）。
N＝脈沖個數(shù) 
Q＝體積流量（m³）

三.蒸汽流量計口徑的確定和安裝設計

蒸汽流量計儀表選型是儀表應用中非常重用的工作,儀表選型的正確與否將直接影響到儀表是否能夠正常運行.因此用戶和設計單位在選用本公司產(chǎn)品時,請仔細閱讀本節(jié)資料,認真核對流體的工藝參數(shù)并**可與我公司的銷售或技術支持部門聯(lián)系，以確保選型正確。
一．適用流量范圍和儀表口徑的確定
儀表口徑的選擇，根據(jù)流量范圍來確定。不同口徑渦街流量儀表的測量范圍是不一樣的。即使同一口徑流量表，用于不同介質時，它的測量范圍也是不一樣的。實際可測的流量范圍需要通過計算確定。
(一)參比條件下空氣及水的流量范圍，見表（二），參比條件如下：
1．氣體：常溫常壓空氣，t=20℃，P=0.1MPa（絕壓），ρ=1.205 kg/m3，υ=15×10-6 m2/s。
2．液體：常溫水，t=20℃，ρ=998.2kg/m3，υ=1.006×10-6m2/s。
（二）確定流量范圍和儀表口徑的基本步驟：
1． 明確以下工作參數(shù)。
（1）被測介質的名稱、組份
（2）工作狀態(tài)的*小、常用、*大流量
（3）介質的*低、常用、*高壓力和溫度
（4）工作狀態(tài)下介質的粘度
2． 渦街流量計儀表測量的是介質的工作狀態(tài)體積流量，因此應先根據(jù)工藝參數(shù)求出介質的工作狀態(tài)體積流量,相關公式如下：
（1）已知氣體標準狀態(tài)體積流量，可通過以下公 式求出工況體積流量
蒸汽流量計公式一
(2)已知氣體標準狀態(tài)密度ρ，可通過以下公式求出工況密度
蒸汽流量計公式二
（3）已知質量流量Qm換算為體積流量Qv
蒸汽流量計公式三
式中：
Qv： 介質在工況狀態(tài)下的體積流量(m3/h)
    （Qv=3600f/K  K:儀表系數(shù) ）
Qo： 介質在標準狀態(tài)下的體積流量(Nm3/h)
Qm： 質量流量 (t/h)
ρ： 介質在工況狀態(tài)下的密度(kg/m3)
ρo：介質在標準狀態(tài)下的密度(kg/m3)，常用氣體介質的標準狀態(tài)密度，見表（三）
P： 工況狀態(tài)表壓(MPa)
t： 工況狀態(tài)溫度(℃)
3．儀表下限流量的確定。渦街流量儀表的上限適用流量一般可不計算，渦街流量儀表口徑的選擇主要是對流量下限的計算。下限流量的計算應該滿足兩個條件：*小雷諾數(shù)不應低于界限雷諾數(shù)（Re=2×104）；對于應力式渦街流量儀表在下限流量時產(chǎn)生的旋渦強度應大于傳感器旋渦強度的允許值（旋渦強度與升力ρv2  成比例關系）。這些條件可表示如下：
由密度決定的工況可測下限流量：
蒸汽流量計公式四
由運動粘度決定的線性下限流量：
蒸汽流量計公式五
式中：
Qρ：滿足旋渦強度要求的*小體積流量(m3/h)
ρ0:參比條件下介質的密度 
Qυ:滿足*小雷諾數(shù)要求的*小線性體積流量(m3/h) 
ρ:被測介質工況密度（kg/m3）
Q0: 參比條件下儀表的*小體積流量
(m3/h)      
υ:工作狀態(tài)下介質的運動粘度(m2/s)
υo:參比條件下介質的運動粘度(m2/s)
通過公式（6）、（7）計算出Qρ和Qν。比較Qρ和Qν，確定流量儀表可測下限流量和線性下限流量：
     Qυ≥Qρ：可測流量范圍為Qρ～Qmax  , 線性流量范圍為Qυ～Qmax
Qυ
Qρ～Qmax  
Qmax：渦街流量儀表的上限體積流量(m3/h)
4．儀表上限流量以表(二)中的上限流量為準.氣體的上限流速應該小于70m/s,液體的上限流速應該小于7m/s
5．當用戶測量的介質為蒸汽時，常采用的計量單位是質量流量，即：t/h或Kg/h。由于蒸汽（過熱蒸汽和飽和蒸汽）在不同溫度和壓力下的密度是不同的，因此蒸汽流量范圍的確定可由公式(8)進行計算得出
蒸汽流量計公式六                                                    
式中：
ρ： 蒸汽的密度（kg/m3） 
ρ0：1.205kg/m3 
Q蒸汽 ：蒸汽質量流量（t/h）
6．計算壓力損失，檢測壓力損失對工藝管線是否有影響，公式(單位：Pa)：
Δp= CdρV2/2                   公式（9）
式中：
ρ：工況介質密度（kg/m3）V:平均流速（m/s）
7．被測介質為液體時,為防止氣化和氣蝕,應使管道壓力符合以下要求: 
p≥2.7Δp+1.3p0       公式（10）
式中： 
Δp: 壓力損失（Pa）
p0：工作溫度下液體的飽和蒸汽壓（Pa絕壓）
Po:流體的蒸汽壓力  (Pa絕壓)
8．渦街流量計不適合測量高粘度液體。當計算出的可測流量下限不滿足設計工藝要求時，應該考慮選用其它類型流量計。
9．通過計算如果有兩種口徑都可滿足要求，為了提高測量效果、降低造價，應選用口徑較小的表。應該注意的是，盡可能使常用量處在流量范圍上限的1/2～2/3
Δp:壓力損失（Pa）  Cd：壓力損失系數(shù)

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