詳細介紹
一體化溫壓補償渦街流量計
安裝使用說明書
一、 概述
應力式渦街流量計是速度式流量計的一種,它以卡門渦街理論為基礎,采用壓電晶體檢測流體通過管道內三角柱時所產生的旋渦頻率,從而測量出流體的流量。渦街流量計廣泛應用于石油、化工、動力供熱等行業(yè)。
一體化溫壓補償渦街流量計具有以下特點:
測量精度高,量程寬;
測量介質廣泛,可測量液體,氣體和蒸汽;
工作溫度高,介質溫度可達350度;
無運動部件,無磨損,可靠性高;
表體采用不銹鋼材質,耐腐蝕。
二、 測量原理
當管道中流體介質通過旋渦發(fā)生體(三角柱)時,由于局部加速而產生旋渦現象(如圖一),此旋渦分成兩列交替地出現,這種旋渦列被 稱為卡門渦街。旋渦交錯分離,在柱體后面的尾流中產生脈動的壓力,充在柱體后面(或內部)的檢測探頭受到這種微小的脈動壓力的作用,使埋在探頭內的壓電晶體元件受到交變應力作用而產生交電荷信號。檢測放大器將這種信號進行交換、放大、濾波和信號整形處理后,輸出頻率與旋渦分離頻率相同的電壓(或電流)脈沖信號,或經變換處理輸出與旋渦分離頻率成比例的模擬電流信號。儀表輸出的每一個脈沖或一定的電流將代表一定體積的被測流體。一段時間內的輸出總脈沖數或模擬電流量的積分,將代表這段時間內流過的流體總和。
卡門渦街的釋放頻率與三我柱寬度尺寸和流體速度有關,而與介質的溫度,壓力等特性參數無關??捎孟率奖硎荆?/p>
f=StV/d……(1)
式中:f-卡門渦街的釋放頻率
V-介質流速
D-三角柱的寬度
St-斯特羅哈爾數
斯特羅哈爾數是渦街流量計的重要參數,它只與介質的雷諾數…Re有關。只要管道內介質的雷諾數保持在2*104至7*106范圍內,斯特羅哈爾數St便保持為一個常數(0.17~0.18),這樣便可通過測量旋渦頻率信號檢測出流體介質的流速,再通過介質的流速計算出介質的流量。
三、 技術參數
公稱口徑:
DN15,DN20,DN25,DN32,DN40,DN50,DN65,DN80,DN100,DN125,DN150,DN200,DN300,DN35,DN400,DN450,DN500
適用范圍:氣體(空氣,氧氣,氮氣,煤氣,天然氣,化學氣體等),液體(水,高溫水,油,食品液,化學液等),蒸汽(飽和蒸汽,過熱蒸汽);
可測介質溫度:-40度~280度,-40度~350度;
公稱壓力:≤1.6MPa ≤2.5MPa ≤4.0MPa
精度等級:液體0.5級,氣體,蒸汽1.0級
流速范圍:液體0.27-9m/s,氣體:3-80m/ s,蒸汽:3-90m/s;
測量范圍:見表二;
輸出信號:電壓脈沖:低電平≤1V,高電平≥6V,脈沖寬0.4ms,負載電阻>150Ω,現場液晶顯示:瞬時流量5位顯示(m3/h,kg/h,t/h), 轉換精度±0.1%;累計流量8位顯示(m3,kg,t),轉換精度±0.1%;
供電電源:
脈沖輸出時:+12VDC; 4-20mA輸出時:+24VDC;
現場液晶顯示:3.6V5號1節(jié)鋰電池供電,使用壽命大于2年;
環(huán)境溫度:電壓脈沖輸出:-30度-+65度;4-20mA輸出:-10度-+55度;現場液晶顯示:-25度-55度;
表體材質:1Crl8Ni9Ti(其它材料協議供貨)
四、 選型指南
4.1 口徑的確定:
傳感器口徑的不同,其測量范圍也不同,而每一種口徑其測量范圍又隨著被測介質的種類和工況溫度,壓力的變化而變化。
4.1.1對于飽和蒸汽而言,確定工況溫度與壓力二者之一和大致流量范圍,便可通過查表法(表一)確定傳感器的口徑;對于過熱蒸汽而言,確定工況溫度和壓力,通過查表法(表二)確定其密度,通過此密度和大致流量范圍,利用查表法(表一)確定傳感器口徑。(注:表一中壓力均為壓力,壓力=管道壓力+大氣壓力)
4.1.2對于氣體和液體而言,當介質條件不是表格中的條件或用于其他介質時,流量計的測量范圍受介質密度和粘度的影響。需要首先確定介質的大致流量范圍,通過查表法(表三)確定傳感器的口徑。
此時,流量范圍近以下方法確定:
A. 下限流量:
1. 根據表一給出的下限流量Qminp基準介質密度p0(氣體介質密度為1.293Kg/m3;液體密度為1000Kg/m3)和測量介質的密度p ,按下式計算不同使用介質密度的下限流量Qminp:
Qminp= Qminp×(p0/p)1/2(m3/h)……(2)
2. 根據使用介質的運動粘度V按下式計算粘度下限流量Qminv;
Qminv=6vd×104(m3/h)……(3)
D---管道內徑(mm)
B. 上限流量:
一般情況下,介質的上限流速為液體9m/s,氣體:80m/s;蒸汽90m/s;
4..2確定合適的配置:
A.確定使用遠傳型還是現場顯示型;
B.選用遠傳型,如果是飽和蒸汽,應選擇溫度自動補償密度或壓力自動補償密度;如果是過熱蒸汽,應選擇溫度,壓力同時補償密度;其他介質根據實際情況確定是否需要補償;如果要求計量準確度不高,溫度或是奪力恒定,可選固定溫度補償,也可固定密度補償。
C.選擇智能流量積算儀時,如果只要顯示流量,壓力,溫度等參數,可選擇數碼管顯示或液晶顯示的智能流量積算儀,如果需要追溯歷史數據,帶有記憶功能,則應選用智能流量量積算無紙記錄儀;
D. 無論選擇哪種智能流量積算儀,都應考慮是否需要帶有RS485或RS232通訊接口;
E.無論選擇哪種智能流量積算儀,都應考慮是否需要配置后備電源,以便突然停電時儀表能夠正常計量(配置不同,工作時間不同,一般在24-48小時以上)
F.選擇智能流量積算儀時,應考慮是否需要提供儀表箱,將智能積算儀放置其中,以防止設定參數隨意調整;
G.選用遠傳型,應考慮是否需要無線無程流量監(jiān)測系統,實現對各管路流量的實時監(jiān)測和管理;
H.如果被測介質是易燃易爆物質或測量環(huán)境存在易燃易爆氣體,應選用防爆型傳感器及防爆型測量系統。
4.3傳感器壓力損失計算:
傳感器口徑確定以后,可計算該傳感器的奪力損失,以便確定該傳感器是否對工藝管線有影響。
計算公式為:
P≤1.2PV2……(4)
其中:△P –傳感器的壓力損失(Pa)
P –流體的密度(kg/m3)
V- 管道內流體的平均流速( m/s)
4.4液上保證:
為防止液體汽化和氣蝕,應使流量計處的流體壓力P滿足下式要求:
P>2.6△P+1.25Ps……(5)
其中:Ps-與溫度對應的該液體的飽和蒸汽壓力(KPa)
p- 流體壓力(Pa)
4.5選型舉例
例一:工藝管道內徑為DN100,介質為飽和蒸汽,用汽量大約為0.5t/h-3t/h,表壓為0.4MPa,請選擇儀表口徑。
解:根據壓力0.4MPA得知壓力為0.5MPA,由表二中查得溫度為152度DN100的流量范圍是0.4-0.35t/h,完*夠滿足使用要求,故選擇口徑為DN100的渦街流量傳感器,如果用汽量大約為0.3t/h-2t/h,則應選擇口徑為DN80的渦街流量傳感器,這時工藝管道應由DN100縮徑至DN80.
例二:工藝管道內徑為DN100,介質為過熱蒸汽,用汽量大約為0.5t/h-2.8t/h,表壓為0.5Mpa,溫度為220度,請選擇儀表口徑。
解:根據壓力和溫度由表三中查得,表壓為0.5MPA,溫度為220度時的密度是2.66,查表二得知:密度是2.66時,DN100的流量范圍是0.40-3.50t/h,完*夠滿足使用要求,故選擇口徑為DN100的渦街流量傳感器。如果用汽量大約為0.3-2.0t/h,則應選擇口徑為DN80的渦街流量傳感器。這時工藝管道應進行縮管處理。
五.安裝方法和步驟:
5.1選擇安裝位置:
在選擇安裝位置時,應注意以下幾點:
A. 安裝位置盡量選在無管道振動或振動小的位置,振動加速度不有大于2G,如果振動大則需要采取減振措施;
B. 傳感器的上游和下游必須有足夠的直管段(見圖二)
C. 檢修閥安裝在傳感器上游,流量調節(jié)閥安裝在傳感器下游;
D. 盡量選擇便于安裝和檢修的位置;
E. 應選擇環(huán)境干燥的位置;
F. 傳感器可以安裝在水平管道上,也可以安裝在垂直管道上,但在垂直管道上安裝時,介質(液體)必須自下而上流動。
G. 傳感器盡量安裝在室內,必須安裝在室外時應注意防水在放大器盒外電纜應彎成U型;
H. 傳感器應遠離電噪聲,如大功率變頻器,大功率變壓器,電動機和大功率無線收發(fā)設備;
5.2安裝注意事項:
A.法蘭與直管段焊接時,應卸下傳感器,不能帶著傳感器焊接。
B.傳感器安裝時,應使殼體上的流向標志與管道內流體流向一致。
C.法蘭焊接完畢后,管道內要清理干凈不得存有焊渣等雜物。
D.傳感器安裝前,法蘭凹槽內必須放好密封墊圈。
5.3 傳感器安裝外型尺寸如圖三,表五所示,供安裝時參考。
5.5.1壓力變送器安裝:
A.在管道上按圖六給定位置開導壓小孔(大約Ø12);
B.將導壓座焊接在導壓小孔處,注意不可滲漏;
C.安裝針型閥;
D.安裝導壓管;
E.關閉針型閥,將導壓管中注入冷水;
F.安裝壓力變送器;
5.5.2鉑熱是阻安裝;
A.在管道上近圖六給定位置開合適小孔,其直徑應略大于鉑熱電阻座的外徑(大約Ø40);
B,將鉑熱電阻座焊接在小孔位置上,鉑熱電阻座上下位置應保證鉑熱電阻的zui下端在管道中
心線上;