目錄1、概述1
2、測量原理1
3、技術引數1
4、選型指南2
5、安裝方法和步驟4
6、訊號線連線11
7、感測器除錯11
8、故障排除11
9、智慧型流量積算儀12
10、無線遠端流量監測系統14
11、後備電源14
12、壁掛式儀表箱14
13、型號編制說明16
14、渦街流量計操作指南17
1. 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,採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於石油、化工、輕工、動力供熱等行業。
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℃;
無運動部件,無磨損,可靠性高;
表體採用不鏽鋼材料,耐腐蝕。
2. 測量原理
當管道中流體介質通過旋渦發生體(三角柱)時,由於區域性流速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。
卡門渦街的釋放頻率與三角柱寬度尺寸和流體的流動速度有關,而與介質的溫度、壓力等特性引數無關。可用下式表示:
f=stv/d1)
式中: f—卡門渦街的釋放頻率
st—斯特羅哈爾(strouhal)數
v—介質流速
d—三角柱的寬度
斯特羅哈爾數是渦街流量計的重要引數,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範圍內,斯特羅哈爾數st便保持為乙個常數,這樣,便可通過測量旋渦頻率訊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。
3. 技術引數
◆ 公稱口徑:dn15、dn20、dn25、dn32、dn40、dn50、dn65、dn80、dn100、dn125、dn150、dn200、dn250、dn300、dn350、dn400、dn450、dn500;
◆ 適用範圍:氣體(空氣、氧氣、氮氣、煤氣、天燃氣、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℃~280℃,-40℃~350℃;
◆ 公稱壓力:≤1.6mpa ≤2.5mpa ≤4mpa;
◆ 精度等級:液體0.5級、氣體、蒸汽1.0級;
◆ 流速範圍:液體0.6-6 m/s,氣體:5-60m/s,蒸汽:5-70m/s;
◆ 測量範圍:見表
一、表二;
◆ 輸出訊號:
電壓脈衝:低電平≤1v,高電平 ≥6v,脈衝寬0.4ms,負載電阻>150ω;
標準電流:4-20ma,轉換精度±0.5%滿度值,負載電阻24v-500ω,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%;累積流量9位顯示(m3、kg、t),轉換精度±0.1%;
◆ 供電電源:
電壓脈衝輸出時:+12vdc,4-20ma輸出時:+24vdc;
現場液晶顯示:3.6v 5號1節鋰電池供電,使用壽命大於2年;
◆ 環境溫度:電壓脈衝輸出:-30℃—+65℃;4-20ma輸出:-10℃—+55℃;現場液晶顯示:-25℃—+55℃;
◆ 表體材料:不鏽鋼(其他材料協議供貨)。
4. 選型指南
4.1 口徑的確定
感測器口徑的不同,其測量範圍也不同,而每一種口徑其測量範圍又隨著被測介質的種類和工況溫度、壓力的變化而變化。
對於氣體和液體而言,首先確定介質的大致流量範圍,通過查表法(表一)確定感測器的口徑;對於飽和蒸汽而言,確定工況溫度與壓力二者之一和大致流量範圍,便可通過查表法(表二)確定感測器的口徑;對於過熱蒸汽而言,確定工況溫度和壓力,通過查表法(表三)確定其密度,通過此密度和大致流量範圍,利用查表法(表二)確定感測器口徑。(注:表二中壓力均為絕對壓力,絕對壓力=管道壓力+大氣壓力。
)質量流量計算:
qg=3.6frρ/k2)
式中:qg——質量流量(k為銘牌所示值時,單位是t/h;k值縮小1000倍時,單位是kg/h)
fr——脈衝頻率(hz)
ρ——密度(kg/m3)
k——儀表係數(脈衝個數/m3)
常用換算公式:
a:工況狀態下的體積流量換算成標準狀態下的體積流量:
qn=2695(p+0.1013)qv/(273+t3)
b:工況狀態下的密度換算成標準狀態下的密度:
273+t)ρ0/2695(p+0.10134)
c:質量流量換算成體積流量:
qv=q5)
式中:qv——工況狀態下的體積流量(m3/h)
qn——標準狀態下的體積流量(m3/h)
ρ0——工況狀態下的密度(kg/m3)
ρn——標準狀態下的密度(kg/m3)
t——工況狀態下的溫度(℃)
p——工況狀態下的壓力(mpa)
qg——質量流量(kg/h)
表一液體、氣體測量範圍
單位:m3/h
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;
c. 選擇智慧型流量積算儀時,如果只要求顯示流量、壓力、溫度等引數,可選擇數碼管顯示或液晶顯示的智慧型流量積算儀;如果需要追溯歷史資料,帶有記憶功能,則應選用智慧型流量積算無紙記錄儀;
d. 無論選擇哪種智慧型流量積算儀,都應考慮是否需要帶有rs485或rs232通訊介面;
e.無論選擇哪種智慧型流量積算儀,都應考慮是否需要配置後備電源,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. 選擇智慧型流量積算儀時,應考慮是否需要提供儀表箱,將智慧型流量積算儀放置其中,掛在牆壁上,並防止設定引數隨意調整;
g. 選用遠傳型,應考慮是否需要無線無程流量監測系統,實現對各管路流量的實時監測和管理;
h. 如果被測介質是易燃易爆物質或測量環境存在易燃易爆氣體,應選用防暴型感測器及防暴型測量系統。
4.3感測器壓力損失的計算:
感測器口徑確定以後,可計算該感測器的壓力損失,以便確定該感測器是否對工藝管線有影響。
計算公式為:
p≤1.2ρv26)
其中:△ p——感測器的壓力損失(pa)
流體的密度(kg/m3)
v——管道內流體的平均流速(m/s)
最大流量時的流速可根據下列公式計算:
vmax=353.7qmax/d27)
其中:vmax——最大流量對應的流速(m/s)
q——最大流量(m3/h)
d——感測器口徑(mm)
4.4選型舉列:
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:根據表壓0.4mpa得知絕對壓力為0.
5mpa,由表二中查得溫度為152℃,dn100的流量範圍是0.4-3.5t/h,完全能夠滿足使用要求,故選擇口徑為dn100的渦街流量感測器。
如果用汽量大約為0.3t/h-2t/h,則應選擇口徑為dn80的渦街流量感測器,這時工藝管道應由dn100縮徑至dn80。
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