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一、儀表概述:
應(yīng)力式渦街流量計是上近十幾年發(fā)展起來的一種新型節(jié)能流量儀表。從它誕生之日起,一直受到有關(guān)專家及用戶的肯定和好評,深受流量界的關(guān)注和重視。我國是從七十年代末開始研制、一九八四年開始批量生產(chǎn)的。日前在國內(nèi)很多行業(yè)已得到廣泛應(yīng)用,從而改善了我國流量計量水平落后的狀況,推動了節(jié)能事業(yè)的發(fā)展,收到了良好的經(jīng)濟效益和社會效益。
二、測量原理:
應(yīng)力式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(cè)就交替地產(chǎn)生有規(guī)則的旋渦,這種旋渦列被稱為卡門渦街。卡門渦街的釋放頻率與流體速度及柱狀物的寬度有關(guān),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(yīng)力通過在它內(nèi)部地壓電元件來檢出地。
三、適用場合:
應(yīng)力式渦街流量計具有量程比寬,精度高,安裝維護方便和介質(zhì)適應(yīng)性廣等一系列優(yōu)點。可廣泛應(yīng)用于石油、化工、冶金、機械、食品、造紙,以及城市管道供熱、供水、煤氣等行業(yè)的各種低黏度液體、氣體、蒸汽等單相流體的工藝計量和節(jié)能管理。
四、性能特點:
1、采用低功耗CPU中央處理器和液晶顯示,功耗低。
2、安裝簡便,維護十分方便,檢定周期長,一般為兩年。
3、結(jié)構(gòu)簡單牢固,無可動部件,長期運行十分可靠。
4、量程范圍寬:正常范圍1∶10,量程比可達1∶15。
5、壓力損失小,運行費用低,更具節(jié)能意義。
6、在一定雷諾數(shù)范圍內(nèi),輸出信號不受被測介質(zhì)物理性質(zhì)和組分變化的影響,儀表系數(shù)僅與旋渦發(fā)生體的形狀和尺寸有關(guān),調(diào)換配件后一般無須重新標(biāo)定儀表系數(shù)。
7、可現(xiàn)場顯示,也可遠距離傳輸,還可與計算機控制系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)。
8、檢測探頭不直接接觸被測介質(zhì),性能更穩(wěn)定。
9、溫壓補償一體化設(shè)計、電流輸出均為光電隔離型,具有良好的抗共模干擾抑制能力。
五、技術(shù)指標(biāo):
1、溫度范圍:壓電式:-25℃~+350℃ 電容式:-40℃~+450℃
2、連接方式:DN15~DN300為法蘭卡裝式法蘭連接式,DN300~DN1000為插入式,DN1000以上可特殊訂貨
3、流速范圍:蒸汽:7m/s~70m/s 液體:0.7m/s~7m/s 氣體:5m/s~35m/s
4、壓力規(guī)格:PN1.6MPa;PN2.5MPa;PN4.0MPa,更高壓力規(guī)格可特殊定做
5、壓力損失系數(shù):Cd≤2.6
6、準(zhǔn)確度:法蘭卡裝式、連接式:0.5級、1.0級、1.5級 插入式:1.5級、2.5級
7、供電電壓:傳感器:DC12V或DC24V 變速器:DC24V
現(xiàn)場顯示型:DC24V、DC12V或3.6V鋰電池
8、輸出信號:傳感器:脈沖頻率信號2~3000Hz 低電平≤1V 高電平≥6V
變送器:兩線制4~20 mA DC電流信號
9、 抗振性能:壓電式≤0.2 g 電容式≤2.0g
10、環(huán)境溫度:傳感器:-30℃~+65℃ 變送器:現(xiàn)場顯示-10℃~+50℃
11、環(huán)境濕度:相對濕度5~8%
12、信號遠傳距離:≤500m
13、直管段長度:上游≥10D 下游≥5D
14、防爆等級:ExiaⅡCT2-T5本安防爆
15、防護等級:普通型IP65 潛水型IP68
16、儀表材質(zhì):儀表外殼采用鋁合金,表體部分采用不銹鋼304材質(zhì),也可根據(jù)用戶要求采用特殊材質(zhì)。
六、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(yīng)根據(jù)被測流體介質(zhì)的物理性質(zhì)和化學(xué)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(yīng)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(yīng)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(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(yīng)視測量流量范圍是否 在流速范圍內(nèi)確定,即當(dāng)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(zhǔn) 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(yīng)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(yīng)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。
七、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(yīng)漩渦,一旦介質(zhì)中雜質(zhì)嵌入取壓孔或感應(yīng)元件與表體間的縫隙,則造成信號變?nèi)趸虿环€(wěn)定。良好的設(shè)計應(yīng)該是沒有容易堵塞的部分,從而降低維護量。
2、感應(yīng)元件在線更換-某些廠家的感應(yīng)元件與渦街發(fā)生體合二為一,看似簡單的設(shè)計卻給實際使用帶來不便。因為一旦感應(yīng)部分失效,則需要將管道內(nèi)介質(zhì)排空泄壓后更換部件,影響生產(chǎn)。完善的設(shè)計應(yīng)該是將二者分開,這樣就可以單獨更換感應(yīng)部分,而無需將介質(zhì)排空。
3、渦街流量計容易受到振動的干擾,設(shè)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(nèi)部縮徑的設(shè)計,大大降低了用戶專門維渦街流量計配備直管段的需求。
八、調(diào)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(guān)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(yīng)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(zhì)zui高壓力的1.5倍)。選型應(yīng)在規(guī)定的流量范圍內(nèi),防止超速運行,以獲得理想的準(zhǔn)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(zhuǎn),以及渦輪在反向流中運轉(zhuǎn)都可能導(dǎo)致流量計損壞)
4、渦街流量計投入運行時應(yīng)緩慢開啟閥門,防止瞬間氣流沖擊而損壞渦輪。加潤滑油應(yīng)按告示牌操作,加油的次數(shù)依氣質(zhì)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(nèi)部有關(guān)參數(shù),否則將影響流量計的正常運行。