暢儀智能飽和蒸汽渦街流量計是根據(jù)卡門(Karman)渦街原理研究生產(chǎn)的測量氣體、蒸汽或液體的體積流量、標況的體積流量或質(zhì)量流量的體積流量計。主要用于工業(yè)管道介質(zhì)流體的流量測量,如氣體、液體、蒸汽等多種介質(zhì)。
其特點是壓力損失小,量程范圍大,精度高,在測量工況體積流量時幾乎不受流體密度、壓力、溫度、粘度等參數(shù)的影響。無可動機械零件,因此可靠性高,維護量小。儀表參數(shù)能長期穩(wěn)定。渦街流量計采用壓電應力式傳感器,可靠性高,可在-20℃~+250℃的工作溫度范圍內(nèi)工作。有模擬標準信號,也有數(shù)字脈沖信號輸出,容易與計算機等數(shù)字系統(tǒng)配套使用,是一種比較*、理想的測量儀器。
渦街流量計也稱之為旋渦流量計或卡門渦街流量計 。綜合吸收發(fā)達國家*技術(shù)和總結(jié)多年研究生產(chǎn)經(jīng)驗的基礎(chǔ)上進行精心設(shè)計的產(chǎn)品,實現(xiàn)了產(chǎn)品智能化、標準化、系列化、通用化、生產(chǎn)模具化、確保產(chǎn)品質(zhì)量的美觀性。該產(chǎn)品具有電路*、功耗微低、量程比寬、結(jié)構(gòu)簡單、阻力損失小、堅固耐用、用途廣、使用壽命長、工作穩(wěn)定、便于安裝調(diào)試等特點。
暢儀智能飽和蒸汽渦街流量計原理
在流體中設(shè)置三角柱型旋渦發(fā)生體,則從旋渦發(fā)生體兩側(cè)交替地產(chǎn)生有規(guī)則的旋渦,這種旋渦稱為卡門旋渦,旋渦列在旋渦發(fā)生體下游非對稱地排列。
渦街流量計是根據(jù)卡門渦街原理(Kármán Vortex Street)測量氣體、蒸汽或液體的體積流量、標況的體積流量或質(zhì)量流量的體積流量計。并可作為流量變送器應用于自動化控制系統(tǒng)中。
渦街流量計是應用流體振蕩原理來測量流量的,流體在管道中經(jīng)過渦街流量變送器時,在三角柱的旋渦發(fā)生體后上下交替產(chǎn)生正比于流速的兩列旋渦,旋渦的釋放頻率與流過旋渦發(fā)生體的流體平均速度及旋渦發(fā)生體特征寬度有關(guān),可用下式表示:
式中:
為旋渦的釋放頻率,單位為Hz;v為流過旋渦發(fā)生體的流體平均速度,單位為m/s;d為旋渦發(fā)生體特征寬度,單位為m;St為斯特勞哈爾數(shù)(Strouhal number),無量綱,它的數(shù)值范圍為0.14-0.27。
St是雷諾數(shù)的函數(shù),
。
當雷諾數(shù)Re在
范圍內(nèi),St值約為0.2。在測量中,要盡量滿足流體的雷諾數(shù)在
,此時旋渦頻率
。
由此,通過測量旋渦頻率就可以計算出流過旋渦發(fā)生體的流體平均速度v,再由式
可以求出流量q,其中A為流體流過旋渦發(fā)生體的截面積。
技術(shù)指標
- 測量介質(zhì): 氣體、液體、蒸汽
- 連接方式:法蘭卡裝式、法蘭式、插入式
- 口徑規(guī)格 法蘭卡裝式口徑選擇 25,32,50,80,100
- 法蘭連接式口徑選擇 100,150,200
- 流量測量范圍 正常測量流速范圍 雷諾數(shù)1.5×104~4×106;氣體5~50m/s;液體0.5~7m/s。
- 正常測量流量范圍 液體、氣體流量測量范圍見表2; 蒸汽流量范圍見表3。
- 測量精度 1.0級 1.5級
- 被測介質(zhì)溫度:常溫–25℃~100℃,高溫–25℃~150℃ -25℃~250℃
- 輸出信號 脈沖電壓輸出信號 高電平8~10V 低電平0.7~1.3V
- 脈沖占空比約50%,傳輸距離為100m
- 脈沖電流遠傳信號 4~20 mA,傳輸距離為1000m
- 儀表使用環(huán)境 溫度:-25℃~+55℃ 濕度:5~90% RH50℃
- 材質(zhì) 不銹鋼,鋁合金
- 電源 DC24V或鋰電池3.6V
- 防爆等級 本安型iaIIbT3-T6,防護等級 IP65。
特點
- 結(jié)構(gòu)簡單而牢固,無可動部件,可靠性高,長期運行十分可靠。
- 安裝簡單,維護十分方便。
- 檢測傳感器不直接接觸被測介質(zhì),性能穩(wěn)定,壽命長。
- 輸出是與流量成正比的脈沖信號,無零點漂移,精度高。
- 測量范圍寬,量程比可達1:10。
- 壓力損失較小,運行費用低,更具節(jié)能意義。
在一定的雷諾數(shù)范圍內(nèi),輸出信號頻率不受流體物理性質(zhì)和組份變化的影響,儀表系數(shù)僅與旋渦發(fā)生體的形狀和尺寸有關(guān),測量流體體積流量時無需補償,調(diào)換配件后一般無需重新標定儀表系數(shù)。
應用范圍廣,蒸汽、氣體、液體的流量均可測量。
檢定周期為二年。
- 渦街流量傳感器應用內(nèi)徑范圍為25-300mm(滿管式)
- 插入式渦街流量傳感器應用內(nèi)徑范圍為350-1200mm(插入式)。
- 滿管式測量液體精度為1%
- 測量蒸汽和氣體精度為1.5%
- 插入式測量液體精度為2%
- 測量蒸汽和氣體精度為2.5%
- 被測介質(zhì)溫度為-20~150℃、-40~250℃、+100~350℃(僅管式)
- 輸出信號為三線制電壓脈沖,三線制4-20mA、二線制4-20mA。
功能
- 表體中同時集成溫壓補償補償功能,可測量流體的標準體積流量或標準質(zhì)量流量。
- 全智能化、數(shù)字化電路設(shè)計,可自動補償被測流體密度或標況體積計算。
- 全新的數(shù)字濾波和修正功能使流量測量更加可靠。
- 電池供電型無需外接電源既可連續(xù)工作兩年以上。
- 全新點陣漢字液晶顯示,使用操作更方便。
安裝
管道情況
渦街流量計的安裝要求有一定的前后直管段,常見情況如下(D為管道的直徑):
管道情況 | 上游 | 下游 |
同心收縮管 全開閘閥 | 15D | 5D |
∠90°直角彎頭 | 20D | 5D |
同平面二個∠90°彎頭 | 25D | 5D |
半開閘閥 調(diào)節(jié)閥 | 50D | 5D |
不同平面二個∠90°彎頭 | 40D | 5D |
帶整流管束 | 12D | 5D |
安裝條件
- 傳感器應安裝在水平、垂直、傾斜(液體流向自下而上)的與其通徑相同的管道上。傳感器的上游 和下2游應配置一定長度的直管段,其長度應符合前直管段15~20D,后直管段5~1OD的要求。
- 安裝液體傳感器的附近管道內(nèi)應充滿被測液體。
- 傳感器應避免安裝在有強烈機械振動的管道上。
- 直管段的內(nèi)徑盡可能與傳感器通徑一致,若不能一致,應采用比傳感器通徑略大的管道,誤差 要≤3%,并不超過5mm。
傳感器應避免安裝在有較強電磁場干擾、空間小和維修不方便的場合。
安裝要求
1、合理選擇安裝場所和環(huán)境。
避開強電力設(shè)備,高頻設(shè)備,強電源開關(guān)設(shè)備;避開高溫熱源和輻射源的影響,避開強烈震動場所和強腐蝕 環(huán)境等,同時要考慮安裝維修方便。
2、上下游必須有足夠的直管段。
若傳感器安裝點的上游在同一平面上有二個90°彎頭,則:上游直管段≥25D,下游直管段≥5D 。
若傳感器安裝點的上游在不同平面上有二個90°彎頭,則:上游直管段≥40D,下游直管段≥5D 。
調(diào)節(jié)閥應安裝在傳感器的下游5D以外處,若必須安裝在傳感器的上游,傳感器上游直管段應不小于50D,下游應有不小于5D。
3、安裝點上下游的配管應與傳感器同心,同軸偏差應不小于0.5DN。
4、管道采取減振動措施。
傳感器盡量避免安裝在振動較強的管道上,特別是橫向振動。若不得已要安裝時,必須采取減振措施,在傳感器的上下游2D處分別設(shè)置管道緊固裝置,并加防振墊。
5、在水平管道上安裝是流量傳感器的安裝方式。
測量氣體流量時,若被測氣體中含有少量的液體,傳感器應安裝在管線的較高處。
測量液體流量時,若被測液體中含有少量的氣體,傳感器應安裝在管線的較低處。
6、傳感器在垂直管道的安裝。
測量氣體流量時,傳感器可以安裝在垂直管道上,流向不限。若被測氣體中含有少量的液體,氣體流向應由下向上。
測量液體流量時,液體流向應由下向上:這樣不會將液體重量額外附加在探頭上。
7、傳感器在水平管道的側(cè)裝。
無論測量何種流體,傳感器可以在水平管道上側(cè)裝,特別是測量過熱蒸汽,飽和蒸汽和低溫液體,若條件允許采用側(cè)裝,這樣流體的溫度對放大器的影響較小。
8、傳感器在水平管道的倒裝。
一般情況下不推薦用此安裝方法。此安裝方法不適用于測量一般氣體、過熱蒸汽。可用于測量飽和蒸汽,適用于測量高溫液體或需經(jīng)常清洗管道的情況。
9、傳感器在有保溫層管道上的安裝。
測量高溫蒸汽時,保溫層多不能超過支架高度的三分之一。
10、測壓點和測溫點的選擇。
根據(jù)測量的需要,需在傳感器附近測量壓力和溫度時,測壓點應在傳感器下游的3-5D處,測溫點應在傳感器下游的6-8D處。
注意事項
- 法蘭與直管段焊接時不能帶著傳感器焊接。
- 安裝時應使傳感器的流向標志與管道內(nèi)流體流向一致。
- 傳感器安裝前,法蘭凹槽內(nèi)必須放好密封圈。壓力和溫度測量點的位置,取壓點在傳感器下游3~5DN處,測溫點在下游5~8DN處。
- 測量高溫介質(zhì)時,切勿用隔熱材料把傳感器連接桿周圍包起來。
- 連接傳感器的屏蔽電纜走向,應盡可能遠離強電磁場的干擾場合。不允許與高壓電纜一起敷設(shè),屏蔽電纜要盡量縮短,并且不得盤卷,以減少分布電感,大長度不應超過200米。
- 安裝傳感器前,管道必須進行清洗。沖掉管內(nèi)的雜質(zhì),避免通流后堵塞傳感器。測量液體的管道必須充滿被測液體,防止氣泡的干擾。
測量氣體的管道為防止儲積液的干擾。安裝位置如圖五所示。高溫高壓下更換探頭體時,必須安全操作,做好高溫防護。降溫降壓后在安全條件下方可更換探頭。
規(guī)范管理
智能渦街流量計規(guī)范安裝,給使用部門在后續(xù)管理提供有力的技術(shù)保障,對施工單位提出以下幾點具體要求,通過多年的驗證效果很好。
1.智能渦街流量計帶4~20mA輸出,脈沖輸出。
2.智能渦街流量計GPRS遠傳設(shè)備需帶脈沖輸入,4~20mA輸入。
3.具有電源防雷和信號防雷(4~20mA)。
4.智能渦街流量計的儀表柜要求為:柜內(nèi)帶UPS電源、配空開及插座、將GPRS通訊裝置、智能渦街流量計轉(zhuǎn)換器等集中安裝并帶鎖。
5.儀表柜的平穩(wěn)需水泥墩底座、儀表柜防護等級適用戶外、柜頂具有隔熱層防止陽光直射、柜具有防潑水功能。
6.表井內(nèi)需有一側(cè)留有足夠的直管段,便于智能渦街流量計檢測、比對和后續(xù)管理。
7.設(shè)計智能渦街流量計時前端須留有至少10倍公稱通經(jīng)(10DN)的直管段,后端須留有大于5DN的直管段,確保計量準確。
8.智能渦街流量計應嚴格按說明書安裝,安裝完畢后需測量接地,接地電阻值應在10Ω以下。等電位連接線使用多股銅束導線,線纜需大于等于16mm2;儀表接地線使用多股銅束導線,線纜要求大于等于6mm2。接地標準詳見GB50343-2009《建筑物電子信息系統(tǒng)防雷技術(shù)規(guī)范》。
常見故障
渦街流量計常見故障: 一臺DN50渦街流量計,從說明書查到,其液體用流量范圍是3-50m3/h。我們在油流標準裝置上標定的結(jié)果是10-50 m3/h符合精度要求,但10m3/h以下精度不合格,應如何評價此臺流量計?
渦街流量汁說明書中,標明的流量范圍是使用于特定參考介質(zhì)的流量范圍,如液體—般指常溫水。用于其他介質(zhì)時,可用流量范圍將隨介質(zhì)的粘度和密度不同而異。由于油流量標準裝置采用粘度比水大,密度比水小的柴油做標定介質(zhì),流量計的下限流量—般都會相應提高,使可用流量范圍變窄。所以,渦街流量計在油流量標定裝置上標定出現(xiàn)小流量性能變差是正常的。由此我們不難推斷,如果用液化石油氣(這種低粘度介質(zhì))標定渦街流量汁,將會得到比水好的相反結(jié)果。
影響
輸出二線制(4~20)mA信號的與其它設(shè)備之間采用二線制傳輸,所需電源為24V±10%,輸出回路的大負載電阻為600Ω(包括電纜線的電阻)。一般情況下連接線用600VPVC絕緣電線或電纜;在易受電噪聲干擾的現(xiàn)場需使用二芯屏蔽線(RWP2×0.5mm),屏蔽層應可靠地接在放大器盒內(nèi)的接地螺絲上。
渦街流量計的溫度對放大器的影響較小。當用于測量高溫液體或需經(jīng)常清洗管道時,可將傳感器倒裝。在有保溫層的管道上,切勿用保溫材料將傳感器上連接放大器盒的連桿都包圍起來,多不超過連桿高度的三分之一。傳感器殼體可以用保溫材料包裹。
渦街流量計應避免在架空非常長的管道上安裝,因為長時間使用后,由于傳感器的下垂作用非常容易造成傳感器與法蘭間的密封泄漏,若不得已要安裝時,必須在傳感器的上下游2D處分別設(shè)置管道緊固裝置。安裝管道應無強烈振動,否則應有必要的減震措施。在傳感器的上下游2D處分別設(shè)置管道緊固裝置,并加防震墊。
渦街流量計的小流量又往往會低于儀表的下限值,儀表并非工作在它的工作段,為了解決這一問題,通常采用在測量處縮徑提高測量處的流速,并選用較小口徑的儀表以利于儀表的測量,但是這種變徑方式必須在變徑管與儀表間有長度為15D以上的直管段進行整流。
產(chǎn)品選型
正確的選用渦街流量計是保證用好渦街流量計的前提條件,需要考慮的重要因素:通經(jīng)(DN)、安裝方式、介質(zhì)溫度、輸出信號、介質(zhì)種類。
選型表
DN(mm) | 液體 | 氣體 | 蒸汽 |
20 | 0.8-10 | 5-40 | 8-80 |
25 | 1-12 | 7.2-60 | 10-120 |
32 | 1.5-20 | 12-100 | 15-200 |
40 | 2-30 | 18-150 | 20-300 |
50 | 3-50 | 30-300 | 30-450 |
65 | 6-80 | 50-420 | 60-800 |
80 | 10-130 | 70-600 | 100-1300 |
100 | 20-200 | 120-1000 | 200-2000 |
125 | 30-300 | 180-1500 | 300-3000 |
150 | 45-450 | 240-2000 | 450-4500 |
200 | 90-900 | 480-4000 | 900-9000 |
250 | 120-1200 | 700-8000 | 1200-12000 |
300 | 180-2000 | 900-10000 | 1600-16000 |
選型要點
渦街流量計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(zhì)的物理性質(zhì)和化學性質(zhì)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(zhì)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(jīng)濟合算。比如用于貿(mào)易結(jié)算、產(chǎn)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,無需做精確控制和計量的場合,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(zhì)
測量介質(zhì)流速、儀表量程與口徑 測量一般的介質(zhì)時,渦街流量計的滿度 流量可以在測量介質(zhì)流速0.5—12m/s范圍內(nèi) 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(nèi)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(nèi)流速,得到滿意測量結(jié)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(guān)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。
問題分析
主要存在的問題主要有:
- 指示長期不準。
- 始終無指示。
- 指示大范圍波動,無法讀數(shù)。
- 指示不回零。
- 小流量時無指示;
- 大流量時指示還可以,小流量時指示不準;
- 流量變化時指示變化跟不上;
- 儀表K系數(shù)無法確定,多處資料均不一致。
分析及解決方法:總結(jié)引起這些問題的主要原因,主要涉及到以下方面:
1、選型方面的問題。有些渦街傳感器在口徑選型上或者在設(shè)計選型之后由于工藝條件變動,使得選擇大了―個規(guī)格,實際選型應選擇盡可能小的口徑,以提高測量精度,這方面的原因主要同問題①、③、⑥有關(guān)。比如,一條渦街管線設(shè)計上供幾個設(shè)備使用,由于工藝部分設(shè)備有時候不使用,造成實際使用流量減小,實際使用造成原設(shè)計選型口徑過大,相當于提高了可測的流量下限,工藝管道小流量時指示無法保證,流量大時還可以使用,因為如果要重新改造有時候難度太大.工藝條件的變動只是臨時的??山Y(jié)合參數(shù)的重新整定以提高指示準確度。
2、安裝方面的問題。主要是傳感器前面的直管段長度不夠,影響測量精度,這方面的原因主要同問題①有關(guān)。比如:傳感器前面直管段明顯不足,由于FIC203不用于計量,僅僅用于控制,故精度可以使用相當于降級使用。
3、參數(shù)整定方向的原因。由于參數(shù)錯誤,導致儀表指示有誤.參數(shù)錯誤使得二次儀表滿度頻率計算錯誤,這方面的原因主要同問題①、③有關(guān)。滿度頻率相差不多的使得指示長期不準,實際滿度頻率大干計算的滿度頻率的使得指示大范圍波動,無法讀數(shù),而資料上參數(shù)的不一致性又影響了參數(shù)的終確定,終通過重新標定結(jié)合相互比較確定了參數(shù),解決了這一問題。
4、二次儀表故障。這部分故障較多,包括:一次儀表電路板有斷線之處,量程設(shè)定有個別位顯示壞,K系數(shù)設(shè)定有個別位顯示壞,使得無法確定量程設(shè)定以及K系數(shù)設(shè)定,這部分原因主要向問題①、②有關(guān)。通過修復相應的故障,問題得以解決。
5、四路線路連接問題。部分回路表面上看線路連接很好,仔細檢查,有的接頭實際已松動造成回路中斷,有的接頭雖連接很緊但由于副線問題緊固螺釘卻緊固在了線皮上,也使得回路中斷,這部分原因主要同問題②有關(guān)。
6、二次儀表與后續(xù)儀表的連接問題。由于后續(xù)儀表的問題或者由于后續(xù)儀表的檢修,使得二次儀表的mA輸出回路中斷,對于這類型的二次儀表來說,這部分原因主要同問題②有關(guān)。尤其是對于后續(xù)的記錄儀,在記錄儀長期損壞無法修復的情況下,一定要注意短接二次儀表的輸出。
7、由于二次儀表平軸電纜故障造成回路始終無指示。由于長期運行,再加上受到灰塵的影響,造成平軸電纜故障,通過清洗或者更換平軸電線,問題得以解決。
8、對于問題⑦主要是由于二次儀表顯示表頭線圈固定螺絲松,造成表頭下沉,指針與表殼摩擦大,動作不靈,通過調(diào)整表頭并重新固定,問題相應解決。
9、使用環(huán)境問題。尤其是安裝在地井中的傳感器部分,由于環(huán)境濕度大,造成線路板受潮,這部分原因主要同問題②、②有關(guān)。通過相應的技改措施,對部分環(huán)境濕度大的傳感器重新作了把探頭部分與轉(zhuǎn)換部分分離處理,改用了分離型傳感器,故善了工作環(huán)境,日前這部分儀表運行良好。
10、由于現(xiàn)場調(diào)校不好,或者由于調(diào)校之后的實際情況的再變動。由于現(xiàn)場振動噪聲平衡調(diào)整以及靈敏度調(diào)整不好.或者由于調(diào)整之后運行一段時間之后現(xiàn)場情況的再變動,造成指示問題、這部分原因主要同問題④、⑤有關(guān)。使用示波器,加上結(jié)合工藝運行情況,重新調(diào)整。
渦街流量計安裝對直管段的要求:
正確地選擇安裝點和正確安裝流量計都是非常重要的環(huán)節(jié),若安裝環(huán)節(jié)失誤輕者影響測量精度,重者會影響流量計的使用壽命,甚至會損壞流量計。
渦街流量計安裝對直管段的要求是非常重要的。它的詳細要求如下:
若流量計安裝點上的上游有漸縮管,流量計上游應有不小于15D(D為管道直徑)的等徑直管段,下游應有不小于5D的等徑直管段。
若流量計安裝點上的上游有漸擴管,流量計上游應有不小于18D(D為管道直徑)的等徑直管段,下游應有不小于5D的等徑直管段
若流量計安裝點上游有90°彎頭或下行接頭,流量計上游應有不小于20D的等徑直管段,下游應有不小于5D的等徑直管段。
若流量計安裝點上游在同一平面上有90°彎頭,流量計上游應有不小于25D的等徑直管段,下游應有不小于5D的等徑直管段。
流量調(diào)節(jié)閥或壓力調(diào)節(jié)閥盡量安裝在流量計下游5D以遠處,若必須安裝在流量計的上游,
流量計上游若有活塞式或柱塞式泵,活塞式或羅茨式風機、壓縮機,
特別注意:渦街流量計安裝點的上游較近處若裝有閥門,不斷地開關(guān)閥門,對流量計的 使用壽命影響極大,非常容易對流量計造成性損壞。流量計盡量避免在架空的非常長的管道上安裝,這樣時間一長后,由于流量計的下垂非常容易造成流量計于法蘭的密封泄露,若不得已安裝時,必須在流量計的上下游2D處分別設(shè)置管道緊固裝置。
流量計算
Pn,P--分別為標準狀態(tài)下和工況下的壓力,Pa;
Tn,T--分別為標準狀態(tài)下和工況下的熱力學溫度,K;
Zn,Z--分別為標準狀態(tài)下和工況下氣體壓縮系數(shù)。 [5]
檢定
現(xiàn)如今能源正在逐步減少,所以國家出臺了關(guān)于能源管理的相關(guān)條例,其中明確指出,渦街流量計在應用于貿(mào)易結(jié)算中必須要到相關(guān)的檢定部門做技術(shù)檢定,出具相應的證書后才能投入使用。
現(xiàn)常用的渦街流量計檢定方法有兩種:
標準表法
用渦街流量計作標準器與被檢流量計串聯(lián),可用靜態(tài)法或動態(tài)法檢定。通過比較兩臺流量計的讀數(shù),求得被檢渦街流量計誤差。
標準表法流量計標準裝置的特點:
- 標準表法裝置適用于計量各種流體(包括液體和氣體),也適用于各種粘度的液體。
- 進行示值檢定時,作為標準表的流量計與被檢流量計串聯(lián)安裝于同一個封閉管道系統(tǒng)中,一般無時間測量誤差。
- 作為標準表的渦街流量計,可以與被檢流量計各類相同,也可以不同。
- 用標準表法檢定流量計時可以不切斷氣流或液流,故適宜于在線檢定,也適用于作密閉管路的計量標準器。
- 標準表法容易實現(xiàn)自動化,密閉安全,不污染環(huán)境。
- 體積小,重量輕,裝置構(gòu)造簡單,操作方便,運輸安裝較易,成本較低。
- 標準表流量計準確度偏低,穩(wěn)定性較差,常需要定期或不定期進行比對,以監(jiān)督其計量性能。標準表的檢定周期較短。
鐘罩法
由于形如鐘罩的開口容器,倒放入裝有密封液體(水或其它液體)的上開口圓筒形儲液槽內(nèi)。鐘罩是
浮在密封液體中,鐘罩內(nèi)的容積已知,在測量時間間隔內(nèi),測量鐘罩上升(或下降)時吸入(或排出)氣體體積量,可求得氣體流量。
鐘罩法裝置是一種容積法氣體流量計裝置。
用鐘罩法檢定渦街流量計時,可以采用進氣方式或排出方式兩種檢定方法。進氣方式工作壓力高于鐘罩余壓,流量較大。排氣方式工作壓力一般小于鐘罩余壓,流量較小。
鐘罩有水封和油封式,對水封式鐘罩,若用排氣方式檢定流量計,被檢流量計的溫度低于鐘罩內(nèi)的水溫時,要考慮空氣中的水蒸汽結(jié)露而產(chǎn)生的誤差。
鐘罩法只能用于計量接近大氣壓力的空氣流量計。煤氣表和濕式氣體流量計常用此法檢定,流量范圍較小,可以檢定上限流量為(3000-5000)m3/h的流量計。裝置準確度達0.2%~0.5%。
工業(yè)應用
特點
測量介質(zhì) [6] :液體、氣體、蒸汽公稱通徑:DN15-DN300(非標產(chǎn)品可根據(jù)用戶要求特殊定做)溫度范圍:-40℃~350℃ 壓力規(guī)格:PN1.6Mpa; PN2.5Mpa; PN4.0Mpa,更高的壓力規(guī)格可特殊定做范圍度:正常范圍1:10 擴展范圍1:15壓力損失系數(shù):Cd≤2.6系統(tǒng)測量精度:液體、氣體 示值±1%蒸汽 示值±1.5%插入式流量計示值±2.5%供電電壓:傳感器+12VDC、+24VDC(可選)變送器+24VDC。
現(xiàn)場顯示型 儀表自帶3.6鋰電池輸出信號:傳感器 脈沖頻率信號0.1~3000Hz 低電平≤1V 高電平≥6V。
變送器 兩線制4~20mADC電流信號充許振動加速度: 壓電式≤0.2g 環(huán)境溫度: -40℃~55℃(非防爆場所) -20℃~55℃(防爆場所)環(huán)境濕度:相對濕度5~85%信號遠傳距離: ≤500m信號線接口:內(nèi)螺紋M20×1.5防爆等級:iaⅡCT2-T5防護等級:普通型IP65 潛水型IP68儀表材質(zhì):轉(zhuǎn)換器外殼采用鋁合金,表體部分采用1Cr18Ni9Ti,也可根據(jù)用戶要求采用特殊材質(zhì)。
作用范圍
渦街流量計流量測量技術(shù)與儀表的應用大致有以下幾個領(lǐng)域。
工業(yè)生產(chǎn)過程
流量儀表是過程自動化儀表與裝置中的大類儀表之一,它被廣泛適用于冶金、電力、煤炭、化工、石油、交通、建筑、輕紡、食品、醫(yī)藥 [7] 、農(nóng)業(yè)、環(huán)境保護及人民日常生活等國民經(jīng)濟各個領(lǐng)域,是發(fā)展工農(nóng)業(yè)生產(chǎn),節(jié)約能源,改進產(chǎn)品質(zhì)量,提高經(jīng)濟效益和管理水平的重要工具在國民經(jīng)濟中占有重要的地位。在過程自動化儀表與裝置中,流量儀表有兩大功用:作為過程自動化控制系統(tǒng)的檢測儀表和測量物料數(shù)量的總量表。
能源計量
能源分為一次能源(煤炭、原油、煤層氣、石油氣和天然氣)、二次能源(電力、焦炭、人工燃氣、成品油、液化石油氣、蒸汽)及載能工質(zhì)(壓縮空氣、氧、氮、氫、水)等。能源計量是科學管理能源,實現(xiàn)節(jié)能降耗,提高經(jīng)濟效益的重要手段。流量儀表是能源計量儀表的重要組成部分,水、人工燃氣、天然氣、蒸汽和油品這些常用的能源都使用著數(shù)量極其龐大的流量計,它們是能源管理和經(jīng)濟核算*的工具。
環(huán)境保護工程
煙氣,廢液、污水等的排放嚴重污染大氣和水資源,嚴重威脅人類生存環(huán)境。國家把可持續(xù)發(fā)展列為國策,環(huán)境保護將是21世紀的大課題??諝夂退奈廴疽玫娇刂疲仨毤訌姽芾?,而管理的基礎(chǔ)是污染量的定量控制。
我國是以煤為主要能源的國家,全國有上百萬個煙囪不停地向大氣排放煙氣。煙氣排放控制是*污染的重要項目,每個煙囪必須是安裝煙氣分析儀表和流量計,組成連櫝排放監(jiān)視系統(tǒng)。煙氣的流量沆量有很大因難,它的難度為煙囪尺寸大且形狀不規(guī)則,氣體組分變化不定,流速范圍大,臟污,灰塵,腐蝕,高溫,無直管段等。
交通運輸
有五種方式:鐵路公路、水運、和管道運輸。其中管道運輸雖早已有之,但應用并不普遍。隨著環(huán)保問題的突出,管道運輸?shù)奶攸c引起人們的重視。管道運輸必須裝備流量計,它是控制、分配和調(diào)度的眼睛,亦是安全監(jiān)沒和經(jīng)濟核算的*工具。
流量計對安裝點上的上下游直管段一定的要求,否則會影響測量精度。
優(yōu)勢外部環(huán)境
渦街流量計采用微功耗*,采用鋰電池供電可不間斷運行一年以上,節(jié)省了電纜和顯示儀表的采購安裝費用,可就地顯示瞬時流量、累積流量等。溫度補償一體型渦街流量計還帶有溫度傳感器,可以直接測量出飽和蒸汽的溫度并計算出壓力,從而顯示飽和蒸汽的質(zhì)量流量。溫壓補償一體型帶有溫度、壓力傳感器,用于氣體流量測量可直接測量出氣體介質(zhì)的溫度和壓力,從而顯示氣體的標況體積流量。
渦街流量計流通管道條件
安裝
- 流體條件:單向流充滿整個管道,液體中允許有少量氣泡和固定微粒,氣體中允許有少量固體、塵粒和夜霧。飽和蒸汽的干度不小于85%。不得有旋轉(zhuǎn)流和脈動流。雷諾數(shù)Re>4000。溫度,壓力在規(guī)定范圍內(nèi)。
- 管道條件:
傳感器的前后應有足夠長的圓形直管段,其內(nèi)徑光滑并與通徑DN一致。前后直管段視前面狀態(tài)而變,確保流體為充分發(fā)展的流態(tài)。
- 整流器的安裝:場地限制,直管段無法滿足,應安裝整流器,是一種非均勻分布多孔整流器,結(jié)構(gòu)簡單,成本低,安裝方便,阻力損失小。
- 安裝條件:遠離震動源,有振動時在前后直管段2D處加支架用橡皮減振。傳感器通徑圓應與前后直管段內(nèi)徑圓保持同心。法蘭焊接時,密封夾緊時,管內(nèi)不得有突出部分。流向應與箭頭方向一致。(高溫時推薦2、3、4位置,常溫和低溫時推薦1位置,垂直管道時選3位置。
- 溫度壓力補償安裝:P------壓力變送器,T---------溫度傳感器,安裝在直管段上。
- 爆炸性場所安裝:在搬運或安裝時候承受的加速沖擊不允許超過2g。安裝要求應符合《中華人民共和國爆炸危險使用場所電氣安全使用規(guī)程》規(guī)定,渦街流量計必須與電源,信號安全柵配套使用,或者選用隔爆型傳感器(變送器),不得直接與其他供電系統(tǒng)連接。
測量蒸汽
渦街流量計主要用于工業(yè)管道介質(zhì)流體 [8] 的流量測量,如氣體、液體、蒸氣等多種介質(zhì),是一種比較*、理想的流量儀表。
渦街流量計測量蒸汽三種方式有:
也是使用廣泛的,帶溫壓補償渦街流量計。這是一種間接式渦街質(zhì)量流量計 ,實際使用過程中通過溫度和壓力的測量間接測算出密度,再與渦街流量計計量出的體積數(shù)相乘,可以算出質(zhì)量。這是蘇科儀表渦街流量計測量蒸汽的的一種形式。
第二、升力式渦街流量計,直接測量介質(zhì)的質(zhì)量。理論依據(jù)是:介質(zhì)的質(zhì)量流量大小與漩渦的強度有一定的比例關(guān)系,計算出漩渦強度大小,就可以直接算出介質(zhì)的質(zhì)量。日本橫河生產(chǎn)過這種流量計,但精度不太理想,市場使用率不高。 ·
一種就是差壓式渦街質(zhì)量流量計,差壓信號+渦街流量計=差壓式渦街質(zhì)量流量計。差壓信號是發(fā)生體上、下游特定位置的兩個取壓孔間的壓力差。兩取壓孔的軸線應與發(fā)生體的軸線處在同一平面內(nèi)。取壓孔的距離對差壓值的大小和穩(wěn)定性有明顯影響。距離近,差壓信號大,但穩(wěn)定性差;距離遠,則反之。通過試驗,選擇合適的取壓孔位置是很重要的。和升力式渦街質(zhì)量流量計相比,這種儀表更簡單,更容易實現(xiàn)。國內(nèi)已有生產(chǎn)廠家投人開發(fā),并取得發(fā)明,產(chǎn)品已在部分企業(yè)應用。
接線說明
渦街流量計傳感器為三線制:電源、信號、電源地。采用三芯屏蔽電纜。屏蔽線在傳感器一端接外殼地。不得在二次儀表端接大地。三芯分別接電源、信號、(Ω)電源地。見圖10
變送器為兩線制:采用二芯電纜,渦街“+”、“-”端子分別接+24V及測試儀表信號輸入“+”端,信號“-”端與24VDC“-”端鏈接,該回路輸出4~20mA。