江苏凯铭仪表有限公司
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高温蒸汽流量计 锅炉蒸汽管道流量计


蒸汽流量计
可以替换在现场无法正常工作的分流旋翼式蒸汽流量计,现场液晶表头显示瞬时流量、累积流量,切换显示实时温度、实时压力、有温度、压力补偿功能,在测量气体、蒸汽时,根据实测温度、压力进行查表方式补偿,保证流量不受温度、压力变化,引起汽体密度的变化而影响流量计准确性。在饱和蒸汽和过热蒸汽转换状态下可自动切换 大工作压力:4Mpa ; 工作温度450℃。使用这种流量计可以大大提高计量的准确度。替代无法正常使用的旋翼式蒸汽流量计。
 
蒸汽流量计主要技术指标表 ( 一 )

公称通径 (mm) 25 , 40 , 50 , 65 , 80 , 100 , 125 , 150 , 200 , 250 , 300 , (300 ~ 1000 插入式 )
公称压力 (MPa) DN25-DN200 4.0(>4.0 协议供货 ) , DN250-DN300 1.6(>1.6 协议供货 )
介质温度 (℃) 压电式: -40 ~ 260 , -40 ~ 320 ;电容式:   -40 ~ 300, -40 ~ 400 , -40 ~ 450 (协议订货)
本体材料 1Cr18Ni9Ti , ( 其它材料协议供货 )
允许振动加速度 压电式 : 0.2g 电容式 :1.0 ~ 2 .0g
 度 ±1%R , ±1.5%R , ±1FS ;插入式: ±2.5%R , ±2.5%FS
范围度 1 : 6 ~ 1 : 30
供电电压 传感器: +12V DC , +24V DC ;变送器: +12V DC , +24V DC ;电池供电型: 3.6V 电池
输出信号 方波脉冲 ( 不包括电池供电型 ) :高电平 ≥5V ,低电平 ≤1V ;电流:   4 ~ 20mA
压力损失系数 符合 JB/T9249 标准  Cd≤2.4
防爆标志 本安型: ExdⅡia CT2-T5 隔爆型: ExdⅡCT2-T5
防护等级 普通型 IP65 潜水型 IP68
环境条件 温度 -20℃ ~ 55℃ ,相对湿度 5% ~ 90% ,大气压力 86   ~ 106kPa
适用介质 气体、液体、蒸汽
传输距离 三线制脉冲输出型: ≤ 300m ,两线制标准电流输出型 (4   ~ 20mA) :负载电阻 ≤750Ω
仪表口径的确定和安装设计
第二部分 : 仪表口径的确定和安装设计
仪表选型是仪表应用中非常重用的工作 , 仪表选型的正确与否将直接影响到仪表是否能够正常运行 . 因此用户和设计单位在选用本公司产品时 , 请仔细阅读本节资料 , 认真核对 流体的工艺参数  随时可与我公司的销售或技术支持部门联系,以确保选型正确。
一.适用流量范围和仪表口径的确定
仪表口径的选择,根据流量范围来确定。不同口径涡街流量仪表的测量范围是不一样的。即使同一口径流量表,用于不同介质时,它的测量范围也是不一样的。实际可测的流量范围需要通过计算确定。
 ) 蒸汽流量计参比条件下空气及水的流量范围,见表(二), 参比条件如下:
1 .气体: 常温常压空气, t= 20℃ , P=0.1MPa (绝压), ρ= 1.205 kg /m 3 , υ=15×10 -6 m 2 /s 。
2 .液体: 常温水, t= 20℃ , ρ= 998.2kg /m 3 , υ=1.006×10 -6 m 2 /s 。
(二)蒸汽流量计确定流量范围和仪表口径的基本步骤:

2 . 涡街流量仪表测量的是介质的工作状态体积流量,因此应先根据工艺参数求出介质的工作状态体积流量 , 相关公式如下:
( 1 )已知气体标准状态体积流量,可通过以下公
式求出工况体积流量
 公式( 3 )
(2) 已知气体标准状态密度ρ,可通过以下公
式求出工况密度
 公式( 4 )
( 3 )已知质量流量 Q m 换算为体积流量 Q v
 公式( 5 )
式中:
Q v : 介质在工况状态下的体积流量 (m 3 /h)
( Q v = 3600f /K K: 仪表系数 )
Q o : 介质在标准状态下的体积流量 (Nm 3 /h)
Q m : 质量流量 (t/h)
ρ: 介质在工况状态下的密度 (kg/m 3 )
ρ o :介质在标准状态下的密度 (kg/m 3 ) ,常用气体介质的标准状态密度,见表(三)
P : 工况状态表压 (MPa)
t : 工况状态温度 (℃)
3 .蒸汽流量计仪表下限流量的确定。涡街流量仪表的上限适用流量一般可不计算,涡街流量仪表口径的选择主要是对流量下限的计算。下限流量的计算应该满足两个条件: 小雷诺数不应低于界限雷诺数( Re=2×10 4 );对于应力式涡街流量仪表在下限流量时产生的旋涡强度应大于传感器旋涡强度的允许 值(旋涡强度与升力 ρ v 2 成比例关系)。这些条件可表示如下:
由密度决定的工况可测下限流量:
 
由运动粘度决定的线性下限流量:
 公式( 7 )
式中:
Q ρ :满足旋涡强度要求 小体积流量 (m 3 /h)
ρ 0 : 参比条件下介质的密度  
Q υ : 满 小雷诺数要 小线性体积流量 (m 3 /h)
ρ : 被测介质工况密度( kg/m 3 )
Q 0 : 参比条件下 小体积流量
(m 3 /h)
υ : 工作状态下介质的运动粘度 (m 2 /s)
υ o : 参比条件下介质的 运动粘度 (m 2 /s)
通过 公式( 6 )、( 7 )计算出 Q ρ 和 Q ν 。 比较 Q ρ 和 Q ν , 确定流量仪表可测下限流量和线性下限流量:
Q υ ≥ Q ρ :可测流量范围为 Q ρ ~ Qmax , 线性流量范围为 Q υ ~ Qmax
Q υ < Q ρ :可测流量范围和 线性流量范围为
Q ρ ~ Qmax
Qmax :涡街流量仪表的上限体积流量 (m 3 /h)
公式( 6 ) 4 .仪表上限流量以表 ( 二 ) 中的上限流量为准 . 气体的上限流速应该小于 70m /s, 液体的上限流速应该小于 7m /s
5 . 当 用户测量的介质为蒸汽时,常采用的计量单位是质量流量,即: t/h 或 Kg/h 。由于蒸汽(过热蒸汽和饱和蒸汽)在不同温度和压力下的密度是不同的,因此蒸汽流量范围的确定可由公式 (8) 进行计算得出
 公式( 8 )
式中:
ρ : 蒸汽的密度( kg/m 3 )
ρ 0 : 1.205kg /m 3
Q 蒸汽 :蒸汽质量流量( t/h )
6 .计算压力损失,检测 压力损失对工艺管线是否有影响 ,公式 ( 单位: Pa) :
Δ p= Cd ρ V 2 /2 公式( 9 )
式中:
ρ :工况介质密度( kg/m 3 ) V: 平均流速( m/s )
7 . 被测介质为液体时 , 为防止气化和气蚀 , 应使管道压力符合以下要求 :
p ≥ 2.7 Δ p+1.3p 0 公式( 10 )
式中:
Δ p: 压力损失( Pa )
p 0 :工作温度下液体的饱和蒸汽压( Pa 绝压)
Po: 流体的蒸汽压力 (Pa 绝压 )
8 .蒸汽流量计不适合测量高粘度液体。当计算出的可测流量下限不满足设计工艺要求时,应该考虑选用其它类型流量计。
9 .通过计算如果有两种口径都可满足要求,为了提高测量效果、降低造价,应选用口径较小的表。应该注意的是,尽可能使常用量处在流量范围上限的 1/2 ~ 2/3
Δ p: 压力损失( Pa ) Cd :压力损失系数
表 ( 二 )   蒸汽流量计 参比条件下涡街流量传感器工况流量范围表

仪表口径 (mm) 液体 气体
测量范围 (m 3 /h) 输出频率范围 (Hz) 测量范围 (m 3 /h) 输出频率范围 (Hz)
25 1.2 ~ 16 25 ~ 336 8.8 ~ 55 190 ~ 1140
40 2 ~ 40 10 ~ 200 27 ~ 205 140 ~ 1040
50 3 ~ 60 8 ~ 160 35 ~ 380 94 ~ 1020
80 6.5 ~ 130 4.1 ~ 82 86 ~ 1100 55 ~ 690
100 15 ~ 220 4.7 ~ 69 133 ~ 1700 42 ~ 536
150 30 ~ 450 2.8 ~ 43 347 ~ 4000 33 ~ 380
200 45 ~ 800 2 ~ 31 560 ~ 8000 22 ~ 315
250 65 ~ 1250 1.5 ~ 25 890 ~ 11000 18 ~ 221
300 95 ~ 2000 1.2 ~ 24 1360 ~ 18000 16 ~ 213
(300) 100 ~ 1500 5.5 ~ 87 1560 ~ 15600 85 ~ 880
(400) 180 ~ 3000 5.6 ~ 87 2750 ~ 27000 85 ~ 880
(500) 300 ~ 4500 5.6 ~ 88 4300 ~ 43000 85 ~ 880
(600) 450 ~ 6500 5.7 ~ 89 6100 ~ 61000 85 ~ 880
(800) 750 ~ 10000 5.7 ~ 88 11000 ~ 110000 85 ~ 880
(1000) 1200 ~ 1700 5.8 ~ 88 17000 ~ 170000 85 ~ 880
>(1000) 协议   协议  
注:表中 (300) ~ (1000) 口径为插入式
表 ( 三 ) 蒸汽流量计 常用气体介质的标准状态密度( 0℃ ,绝压 P=0.1MPa )
气体名称 密度 (kg/m 3 ) 气体名称 密度 (kg/m 3 )
空气 ( 干 ) 1.2928 乙炔 1.1717
氮气 1.2506 乙烯 1.2604
氧气 1.4289 丙烯 1.9140
氩气 1.7840 甲烷 0.7167
氖气 0.9000 乙烷 1.3567
氨气 0.7710 丙烷 2.0050
氢气 0.08988 丁烷 2.7030
一氧化碳 1.97704 天然气 0.8280
二氧化碳 1.3401 煤制气 0.8020
( 三 ) 蒸汽流量计 选型举例:
例一:已知气体压力和温度及标况下的流量时
某压缩空气,标况流量范围为 Q N =1 200-12000Nm 3 /h , 压力 P=0.7Mpa( 表压 ) ,温度 t= 30℃ 。试确定流量计口径。
步骤一:计算压缩空气的工况体积流量
由公式 (3):
工况使用下限体积流量为 :
Q vmin =Q N ×0.101325×(273.15+t)/293.15/ ( P +0.1 )
=1200×0.101325×(273.15+30)/293.15/ ( 0.7 +0.1 )
=157(m 3 /h)
工况使用流量上限为 : Q vmax =1570(m 3 /h)
步骤二:根据使用工况流量范围 157 -1570m 3 /h ,查表(二),满足下限流量条件的流量计为 DN80 、 DN100 和 DN125 ,考虑到上限流量 1270m 3 /h 及使用效果和经济成本,初选 DN100, DN100 流量计的工况流量范围是 100 -1700m 3 /h ,接近使用流量范围,初选 DN100 流量计,但应具体核算 DN100 流量计在该工况条件下的可测下限流量。核算 DN100 流量计在该工况条件下的可测下限流量:
由公式 (4) 及公式 (6):
 
 
=37.46(m 3 /h)
即,流量计在该工况条件下的可测下限流量是
37.46m 3 /h ,远小于要求的工况下限流量 157m 3 /h ,确定选用 DN100 流量计。
例二:已知蒸汽压力和温度及工况流量时
测量介质为过热蒸汽,蒸汽温度为 320 ℃ ,压力为 1.5MPa (绝压) , 流量范围为 3t/h ~ 25t/h, 试 确定流量计口径。
步骤一:计算蒸汽的等效空气参比条件下的体积流量范围,经查附表 ( 二 ), 该状态下蒸汽的密度为 : 5.665Kg /m 3 , 由公式 (8) :
 
 
=765(m 3 /h)
 6379(m 3 /h)
步骤二:根据等效参比流量范围 765 -6379m 3 /h ,查表(二),比较适合该流量范围为 DN200 口径。
二.蒸汽流量计仪表的安装设计
仪表的正确安装是保障仪表正常运行的重要环节,若安装不当,轻则影响仪表的使用精度,重则会影响仪表的使用寿命,甚至会损坏仪表。
安装环境要求:
尽可能避开强电设备、高频设备、强开关电源设备。仪表的供电电源尽可能与这些设备分离。
避开高温热源和辐射源的直接影响。若必须安装,须有隔热通风措施。
避开高湿环境和强腐蚀气体环境。若必须安装,须有通风措施。
涡街流量仪表应尽量避免安装在振动较强的管道上。若必须安装,须在其上下游 2D 处加设管道紧固装置,并加防振垫,加强抗振效果。
仪 装在室内,安装在室外应注意防水,特别注意在电气接口处应将电缆线弯成 U 形,避免水顺着电缆线进入放大器壳内。
仪表安装点周围应该留有较充裕的空间,以便安装接线和定期维护。
仪表管道安装要求
涡街流量仪表对安装点的上下游直管段有一定要求,否则会影响介质在管道中的流场,影响仪表的测量精度。仪表的上下游直管段长度要求见图 ( 三 )
DN 为仪表工称口径 单位 :mm
图 ( 三 )
注 : 调节阀尽可能不安装在涡街流量仪表的上游 , 而应安装在涡街流量仪表的下游 10D 处。
上、下游配管内径应相同。如有差异,则配管内径 Dp 与涡街仪表表体内径 Db, 应满足以下关系
0.98Db≤Dp≤1.05Db
上、下游配管应与流量仪表表体内径同心,它们之间的不同轴度应小于 0.05Db
仪表与法兰之间的密封垫,在安装时不能凸入管内,其内径应比表体内径大 1 -2mm
测压孔和测温孔的安装设计。被测管道需要安装温度和压力变送器时,测压孔应设置在下游 3-5D 处,测温孔应设置在下游 6-8D 处,见图(七)。 D 为仪表工称口径,单位: mm
仪表在在管道上可以水平、垂直或倾斜安装。
测量气体时,在垂直管道安装仪表,气体流向不限。但若管道内含少量液体,为了防止液体进入仪表测量管,气流应自下而上流动,如图(四) a 所示
测量液体时,为了保证管内充满液体,所以在垂直或倾斜管道安装仪表时,应该保证液体流动方向从下而上。若管道内含少量气体,为了防止气体进入仪表测量管,仪表应安装在管线的较低处
 
 


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