智能蒸汽流量計
- 品*:JKM/凱銘儀表
- 型號:JKM-LUGB
- 測量范圍:5-11000m3/h
- 精度等級:1.5級、1.0級
- 公稱通徑:DN20~DN1200
- 適用介質:氣體、液體、蒸汽
- 工作壓力:1.6MPa~10MPa
- 工作溫度:-80℃~450℃
- 供電方式:24VDC 鋰電池
- 訂貨號:FMR266372LFN
智能蒸汽流量計產(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. 多功能曲線紀錄積算儀,帶 P/T 補償功能、中文液晶顯示
8. 智能流量積算儀,數(shù)碼管顯示
LUGB/E 型渦街流量儀表廣泛適用于石油、化工、冶金、熱力、紡織、造紙等行業(yè)對過熱蒸汽、飽和蒸汽、壓縮空氣和一般氣體(氧氣、氮氣氫氣、天然氣、煤氣等) 、水和液體(如:水、汽油、酒精、苯類等)的計量和控制.
智能蒸汽流量計工作原理
在流體中設置非流線型旋渦發(fā)生體(阻流體),則從旋渦發(fā)生體兩側交替地產(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。
旋渦列在旋渦發(fā)生體下游非對稱地排列。設旋渦的發(fā)生頻率為 f,被測介質來流的平均速度為 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,有如下關系式:
f=StV/d 公式(1)
式中:
f-發(fā)生體一側產(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)的關系。
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=脈沖個數(shù)
Q=體積流量(m3)
智能蒸汽流量計主要技術指標
智能蒸汽流量計儀表口徑的確定和安裝設計
儀表選型是儀表應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行.因此用戶和設計單位在選用本公司產(chǎn)品時,請仔細閱讀本節(jié)資料,認真核對流體的工藝參數(shù)并**可與我公司的銷售或技術支持部門聯(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,用于不同介質時,它的測量范圍也是不一樣的。實際可測的流量范圍需要通過計算確定。
(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)被測介質的名稱、組份
(2)工作狀態(tài)的*小、常用、*大流量
(3)介質的*低、常用、*高壓力和溫度
(4)工作狀態(tài)下介質的粘度
2.渦街流量儀表測量的是介質的工作狀態(tài)體積流量,因此應先根據(jù)工藝參數(shù)求出介質的工作狀態(tài)體積流量,相關公式如下:
(1)已知氣體標準狀態(tài)體積流量,可通過以下公式求出工況體積流量
(2)已知氣體標準狀態(tài)密度ρ ,可通過以下公式求出工況密度
(3)已知質量流量 Qm換算為體積流量 Qv
式中:
Qv:介質在工況狀態(tài)下的體積流量(m3/h)(Qv=3600f/K K:儀表系數(shù) )
Qo:介質在標準狀態(tài)下的體積流量(Nm3/h)
Qm:質量流量 (t/h)
ρ:介質在工況狀態(tài)下的密度(kg/m3)
ρ o:介質在標準狀態(tài)下的密度(kg/m3),常用氣體介質的標準狀態(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算,渦街流量儀表口徑的選擇主要是對流量下限的計算。下限流量的計算應該滿足兩個條件:*小雷諾數(shù)不應低于界限雷諾數(shù)(Re=2×104);對于應力式渦街流量儀表在下限流量時產(chǎn)生的旋渦強度應大于傳感器旋渦強度的允許值(旋渦強度與升力ρ v2成比例關系)。這些條件可表示如下:
由密度決定的工況可測下限流量:
由運動粘度決定的線性下限流量:
式中:
Qρ:滿足旋渦強度要求的*小體積流量(m3/h)
ρ 0:參比條件下介質的密度
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)下介質的運動粘度(m2/s)
υ o:參比條件下介質的運動粘度(m2/s)
通過公式(6)、(7)計算出 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
Qυ <Qρ:可測流量范圍和線性流量范圍為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.氣體的上限流速應該小于 70m/s,液體的上限流速應該小于 7m/s
5.當用戶測量的介質為蒸汽時,常采用的計量單位是質量流量,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)進行計算得出
式中:
ρ:蒸汽的密度(kg/m3)
ρ0:1.205kg/m3
Q 蒸汽:蒸汽質量流量(t/h)
6.計算壓力損失,檢測壓力損失對工藝管線是否有影響,公式(單位:Pa):
式中:
△ p:壓力損失(Pa) Cd:壓力損失系數(shù)
ρ :工況介質密度(kg/m3)V:平均流速(m/s)
7.被測介質為液體時,為防止氣化和氣蝕,應使管道壓力符合以下要求:
式中:
△ p: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.渦街流量計不適合測量高粘度液體。當計算出的可測流量下限不滿足設計工藝要求時,應該考慮選用其它類型流量計。
9.通過計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,應選用口徑較小的表。應該注意的是,盡可能使常用量處在流量范圍上限的 1/2~2/3
(三)選型舉例:
例一:已知氣體壓力和溫度及標況下的流量時
某壓縮空氣,標況流量范圍為QN=1200-12000Nm3/h,壓力 P=0.7Mpa(表壓),溫度 t=30℃。試確定流量計口徑。
步驟一:計算壓縮空氣的工況體積流量
由公式(3):
工況使用下限體積流量為:
Qvmin=QN×0.101325×(273.15+t)/293.15/(P +0.1)=1200×0.101325×(273.15+30)/293.15/(0.7 +0.1)=157(m3/h)
工況使用流量上限為: Qvmax=1570(m3/h)
步驟二:根據(jù)使用工況流量范圍 157-1570m3/h,查表(二),滿足下限流量條件的流量計為 DN80、DN100 和 DN125,考慮到上限流量 1270m3/h及使用效果和經(jīng)濟成本,初選 DN100, DN100流量計的工況流量范圍是 100-1700m3/h,接近使用流量范圍,初選 DN100 流量計,但應具體核算 DN100 流量計在該工況條件下的可測下限流量。核算 DN100 流量計在該工況條件下的可 測下限流量:
由公式(4)及公式(6):
即,流量計在該工況條件下的可測下限流量是37.46m3/h,遠小于要求的工況下限流量 157m3/h,確定選用 DN100 流量計。
例二:已知蒸汽壓力和溫度及工況流量時
測量介質為過熱蒸汽,蒸汽溫度為 320℃,壓力為 1.5MPa(絕壓),流量范圍為 3t/h~25t/h, 試 確定流量計口徑。
步驟一:計算蒸汽的等效空氣參比條件下的體積流量范圍,經(jīng)查附表(二),該狀態(tài)下蒸汽的密度為:5.665Kg/m3,由公式(8) :
步驟二:根據(jù)等效參比流量范圍 765-6379m3/h,查 表(二),比較適合該流量范圍為 DN200 口徑。
智能蒸汽流量計儀表的安裝設計
儀表的正確安裝是保障儀表正常運行的重要環(huán)節(jié),若安裝不當,輕則影響儀表的使用精度,重則會影響儀表的使用壽命,甚至會損壞儀表。
(一) 安裝環(huán)境要求:
1.盡可能避開強電設備、高頻設備、強開關電源設備。儀表的供電電源盡可能與這些設備分離。
2.避開高溫熱源和輻射源的直接影響。若必須安裝,須有隔熱通風措施。
3.避開高濕環(huán)境和強腐蝕氣體環(huán)境。若必須安裝,須有通風措施。
4.渦街流量儀表應盡量避免安裝在振動較強的管道上。若必須安裝,須在其上下游 2D 處加設管道緊固裝置,并加防振墊,加強抗振效果。
5.儀表*好安裝在室內(nèi),安裝在室外應注意防水,特別注意在電氣接口處應將電纜線彎成 U 形,避免水順著電纜線進入放大器殼內(nèi)。
6.儀表安裝點周圍應該留有較充裕的空間,以便安裝接線和定期維護。
(二) 儀表管道安裝要求:
1.渦街流量儀表對安裝點的上下游直管段有一定要求,否則會影響介質在管道中的流場,影響儀表的測量精度。儀表的上下游直管段長度要求見圖(三)
注:調節(jié)閥盡可能不安裝在渦街流量儀表的上游,而應安裝在渦街流量儀表的下游 10D 處。
2.上、下游配管內(nèi)徑應相同。如有差異,則配管內(nèi)徑 Dp 與渦街儀表表體內(nèi)徑 Db,應滿足以下關系0.98Db≤Dp≤1.05Db上、下游配管應與流量儀表表體內(nèi)徑同心,它們之間的不同軸度應小于 0.05Db
3.儀表與法蘭之間的密封墊,在安裝時不能凸入管內(nèi),其內(nèi)徑應比表體內(nèi)徑大 1-2mm
4.測壓孔和測溫孔的安裝設計。被測管道需要安裝溫度和壓力變送器時,測壓孔應設置在下游 3-5D處,測溫孔應設置在下游 6-8D 處,見圖(七)。D 為儀表工稱口徑,單位:mm
5.儀表在在管道上可以水平、垂直或傾斜安裝。
6.測量氣體時,在垂直管道安裝儀表,氣體流向不限。但若管道內(nèi)含少量液體,為了防止液體進入儀表測量管,氣流應自下而上流動,如圖(四)a 所示
7.測量液體時,為了保證管內(nèi)充滿液體,所以在垂直或傾斜管道安裝儀表時,應該保證液體流動方向從下而上。若管道內(nèi)含少量氣體,為了防止氣體進入儀表測量管,儀表應安裝在管線的較低處如圖(四)b 所示
8.測量高溫、低溫介質時,應注意保溫措施。轉換器內(nèi)部(表頭殼體內(nèi))高溫一般不應超過 70℃;低溫易使轉換器內(nèi)部出現(xiàn)凝露,降低印制電路板的絕緣阻抗,影響儀表正常工作。
(三) 儀表的安裝外形尺寸:見圖(五)、圖(六)
(四)插入式渦街流量儀表安裝步驟:
1.在管道上用氣焊開一個略小于φ100mm 的圓孔,并把圓孔周圍毛刺清除干凈,以保證測頭旋轉流利
2.在管道圓孔處焊上廠家提供的法蘭,要求法蘭軸線與管道軸線垂直。
3.將球閥及傳感器安裝在焊接好的發(fā)蘭上。
4.調節(jié)絲杠,使插入深度符合要求(保證測頭中心軸線和管道中心軸線重合),流體流向必須與方向標上的指示箭頭保持一致。
5.均勻擰緊壓蓋上的螺絲。(注:壓蓋的松緊程度決定儀表的密封程度和絲杠能否旋動)
6.檢查各環(huán)節(jié)是否完成好,慢慢打開閥門觀察是否有泄漏(需特別注意人身安全)若有泄露請重復步驟 5、6。
(五)壓力變送器和 Pt100 安裝示意圖
智能蒸汽流量計儀表配線設計
一. 輸出頻率信號的三線制渦街流量儀表配線設計
輸出頻率信號的三線制流量傳感器采用 DC24V 或 DC12V 電源供電,一般通過三芯屏蔽電纜線(RWP3×0.5mm)與顯示儀表或計算機相連,屏蔽層應可靠地接到放大器殼的接地螺絲上。屏蔽電纜線的選擇應適合現(xiàn)場環(huán)境要求,另外屏蔽電纜線要與其它強功率電力線分離,不能平行走線。傳感器端子接線見圖(八)
二.輸出標準 4~20mA 電流信號的兩線制渦街流量儀表配線設計
輸出標準 4~20mA 電流信號的兩線制變送器采用 DC24V 電源供電,一般通過兩芯屏蔽電纜線(RWP3×0.5mm)與顯示儀表或計算機相連,屏蔽層應可靠地接到放大器殼的接地螺絲上。屏蔽電纜線的選擇應適合現(xiàn)場環(huán)境要求,另外屏蔽電纜線要與其它強功率電力線分離,不能平行走線。變送器端子接線見圖(九)
三.帶 RS-485 通訊接口功能的渦街流量儀表配線設計
帶 RS-485 通訊功能的渦街流量儀表采用 DC24V 電源供電,與其它設備之間采用四線制傳輸方式。儀表端子接線見圖(十)
四.防暴型渦街流量儀表配線設計
LUGB/E 三線制脈沖輸出型渦街流量儀表與 LB978 齊納安全柵相連、LUGB/E 兩線制標準 4~20mA 電流輸出型渦街流量儀表與 LB987S 齊納安全柵相連可構成本質安全型防爆系統(tǒng),產(chǎn)品防爆標志為 Ex ia Ⅱ CT2-T5。
本安防爆型渦街流量傳感器/變送器與防爆安全柵和積算系統(tǒng)等關聯(lián)設備的接線性請參看防爆安全柵廠家提供的接線說明和以下所示圖(十一),圖(十二)。
注意事項:
(1)防爆型傳感器和變送器安裝于危險場所,安全柵、顯示儀表、供電電源,計算機等關聯(lián)設備必須安裝在安全場所。
(2)傳感器和變送器應有可靠接地,防爆地線不得與強電系統(tǒng)保護接地共用。
訂貨須知及選型樣譜
一.尊敬的用戶,當您要選用本公司產(chǎn)品時,請仔細閱讀選型樣本,并做好以下工作:
1.認真核對被測介質的工況條件:溫度、壓力、管徑等工藝參數(shù)。
2.認真核對被測介質的使用流量范圍,特別是*小流量值以*終確定使用儀表的口徑及配管參數(shù)。
3.確定儀表的安裝地點,保證直管段,并為儀表的安裝維護創(chuàng)造好的環(huán)境條件。
4.填好訂貨咨詢單,見附表三
二.渦街流量儀表選型表(符合 JB/T9294-1999 標準)
1.傳感器選型表