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關(guān)于蒸汽流量計(jì)如何選型

點(diǎn)擊次數(shù):2615 發(fā)布時(shí)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(jì)與差壓式流量計(jì)。差壓式流量計(jì)與渦街流量計(jì)比較壓力損失大、測量精度不高、差壓傳送錯(cuò)誤,綜合各方面性能確定選擇渦街流量計(jì)。

一.蒸汽流量計(jì)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(jì)錄積算儀,帶P/T補(bǔ)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(jì)工作原理

在流體中設(shè)置非流線型旋渦發(fā)生體(阻流體),則從旋渦發(fā)生體兩側(cè)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(jì)工作原理
旋渦列在旋渦發(fā)生體下游非對稱地排列。設(shè)旋渦的發(fā)生頻率為f,被測介質(zhì)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(guān)系式:
f=StV/d                 公式(1)
式中:
f-發(fā)生體一側(cè)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(shí)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(guān)系。
蒸汽流量計(jì)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(gè)數(shù) 
Q=體積流量(m³)

三.蒸汽流量計(jì)口徑的確定和安裝設(shè)計(jì)

蒸汽流量計(jì)儀表選型是儀表應(yīng)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(yùn)行.因此用戶和設(shè)計(jì)單位在選用本公司產(chǎn)品時(shí),請仔細(xì)閱讀本節(jié)資料,認(rèn)真核對流體的工藝參數(shù)并**可與我公司的銷售或技術(shù)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(zhì)時(shí),它的測量范圍也是不一樣的。實(shí)際可測的流量范圍需要通過計(jì)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(zhì)的名稱、組份
(2)工作狀態(tài)的*小、常用、*大流量
(3)介質(zhì)的*低、常用、*高壓力和溫度
(4)工作狀態(tài)下介質(zhì)的粘度
2. 渦街流量計(jì)儀表測量的是介質(zhì)的工作狀態(tài)體積流量,因此應(yīng)先根據(jù)工藝參數(shù)求出介質(zhì)的工作狀態(tài)體積流量,相關(guān)公式如下:
(1)已知?dú)怏w標(biāo)準(zhǔn)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(jì)公式一
(2)已知?dú)怏w標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)密度ρ,可通過以下公式求出工況密度
蒸汽流量計(jì)公式二
(3)已知質(zhì)量流量Qm換算為體積流量Qv
蒸汽流量計(jì)公式三
式中:
Qv: 介質(zhì)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(zhì)在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的體積流量(Nm3/h)
Qm: 質(zhì)量流量 (t/h)
ρ: 介質(zhì)在工況狀態(tài)下的密度(kg/m3)
ρo:介質(zhì)在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的密度(kg/m3),常用氣體介質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)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(jì)算,渦街流量儀表口徑的選擇主要是對流量下限的計(jì)算。下限流量的計(jì)算應(yīng)該滿足兩個(gè)條件:*小雷諾數(shù)不應(yīng)低于界限雷諾數(shù)(Re=2×104);對于應(yīng)力式渦街流量儀表在下限流量時(shí)產(chǎn)生的旋渦強(qiáng)度應(yīng)大于傳感器旋渦強(qiáng)度的允許值(旋渦強(qiáng)度與升力ρv2  成比例關(guān)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(jì)公式四
由運(yùn)動(dòng)粘度決定的線性下限流量:
蒸汽流量計(jì)公式五
式中:
Qρ:滿足旋渦強(qiáng)度要求的*小體積流量(m3/h)
ρ0:參比條件下介質(zhì)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(zhì)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(zhì)的運(yùn)動(dòng)粘度(m2/s)
υo:參比條件下介質(zhì)的運(yùn)動(dòng)粘度(m2/s)
通過公式(6)、(7)計(jì)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
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(zhǔn).氣體的上限流速應(yīng)該小于70m/s,液體的上限流速應(yīng)該小于7m/s
5.當(dāng)用戶測量的介質(zhì)為蒸汽時(shí),常采用的計(jì)量單位是質(zhì)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(jìn)行計(jì)算得出
蒸汽流量計(jì)公式六                                                    
式中:
ρ: 蒸汽的密度(kg/m3) 
ρ0:1.205kg/m3 
Q蒸汽 :蒸汽質(zhì)量流量(t/h)
6.計(jì)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(zhì)密度(kg/m3)V:平均流速(m/s)
7.被測介質(zhì)為液體時(shí),為防止氣化和氣蝕,應(yīng)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(jì)不適合測量高粘度液體。當(dāng)計(jì)算出的可測流量下限不滿足設(shè)計(jì)工藝要求時(shí),應(yīng)該考慮選用其它類型流量計(jì)。
9.通過計(jì)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(jià),應(yīng)選用口徑較小的表。應(yīng)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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