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乙烯氣體流量計(jì)在測量蒸汽流量時(shí)正確的安裝方式
點(diǎn)擊次數(shù)：1950 發(fā)布時(shí)間：2021-01-08 07:19:22
蒸汽作為重要的二次能源用途非常廣泛，蒸氣流量的準(zhǔn)確計(jì)量和蒸汽流量計(jì)的選型、安裝有著非常密切的聯(lián)系。我們選取目前市場上應(yīng)用非常廣泛的乙烯氣體流量計(jì)作為分析對象。
乙烯氣體流量計(jì)主要由以下四個(gè)部分組成：
（1）渦街流量傳感器。
（2）壓力變送器。
（3）溫度鉑熱電阻。
（4）流量積算儀。
作為貿(mào)易結(jié)算的計(jì)量器具，以上四件計(jì)量器具都需要選型合適、強(qiáng)制檢定合格、安裝正確方可進(jìn)行貿(mào)易結(jié)算使用。渦街流量傳感器的工作原理是卡曼渦街原理。在流體中設(shè)置旋渦發(fā)生體（阻流件），當(dāng)有氣流通過時(shí)，從旋渦發(fā)生體下游兩側(cè)產(chǎn)生有規(guī)律的交替排列的旋渦，在一定的雷諾數(shù)范圍內(nèi)（2×104～7×106），該旋渦的頻率與旋渦發(fā)生體的幾何尺寸、管道的幾何尺寸有關(guān)，旋渦的頻率正比于流量。此頻率可由探頭檢出。
式中：b—阻流件的寬度，m；
—流經(jīng)流量計(jì)的平均流速，m/s；
f—旋渦的頻率，Hz；
Sr—斯特羅哈爾常數(shù)。
一般用戶選擇在市場上購買渦街流量傳感器時(shí)，要購買有○MA標(biāo)志的渦街流量傳感器。即取得中華人民共和國計(jì)量器具制造許可證的企業(yè)生產(chǎn)的渦街流量傳感器。如果流量計(jì)是用于貿(mào)易結(jié)算，屬于強(qiáng)制檢定。使用前應(yīng)送至當(dāng)?shù)赜?jì)量部門檢定，檢定合格方可安裝使用。檢定參照J(rèn)JG1029－2007《乙烯氣體流量計(jì)檢定規(guī)程》。
用戶在購買乙烯氣體流量計(jì)前，*先要做的是選型。選擇一款適合的乙烯氣體流量計(jì)非常重要。渦街流量傳感器口徑從DN15至DN300，由于渦街流量傳感器口徑越大儀表系數(shù)越小，頻率分辨率越低，準(zhǔn)確度也越差，因此選型口徑一般不宜大于DN300。不同口徑流量計(jì)量程大小不一。應(yīng)根據(jù)自己的實(shí)際使用情況合理配置乙烯氣體流量計(jì)。*先要確定蒸汽大概的用量。其次要確定管道內(nèi)蒸汽是過熱蒸汽還是飽和蒸汽。*后要知道管道內(nèi)蒸汽的狀態(tài)，比如壓力和溫度，合理配置壓力變送器和溫度鉑熱電阻。通過儀表說明書可以查詢到不同口徑儀表的流量測量范圍。
表1
在實(shí)際使用的過程中，所謂儀表超量程工作，實(shí)際上是儀表超流速運(yùn)行。即氣體通過渦街流量傳感器的流速過快，而導(dǎo)致計(jì)量不準(zhǔn)確。下面以一只為DN200的渦街流量傳感器為例：
圖1 渦街流量傳感器剖面圖
管道截面積：S1=πR2=3.14×0.12=0.0314m2
阻流體截面積：S2≈2R×b=0.2×0.056=0.0112m2
渦街流量傳感器的截面積：S=S1－S2=0.0202m2當(dāng)流量為4000m3/h時(shí)，此時(shí)通過氣體渦街流量傳感器的流速υ：
當(dāng)流量為400m3/h時(shí)，此時(shí)氣體通過渦街流量傳感器的流速υ：
乙烯氣體流量計(jì)在測量蒸汽時(shí)，不要超出儀表的上限流速。上限流速受介質(zhì)可壓縮性質(zhì)的限制，下限流速受雷諾數(shù)和傳感器靈敏度的限制，建議擇乙烯氣體流量計(jì)正常流量*好在正常流量范圍的1/2～2/3之間。
乙烯氣體流量計(jì)安裝正確與否直接影響其準(zhǔn)確計(jì)量。安裝儀表時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：
一、安裝應(yīng)符合儀表使用說明書的要求，保證渦街流量傳感器上、下游直管段的長度。
二、上、下游配管內(nèi)徑應(yīng)與傳感器內(nèi)徑相同。
三、配管應(yīng)與傳感器同心。
四、密封墊不能凸入管道內(nèi)，其內(nèi)徑可比傳感器內(nèi)徑大1mm～2mm。
五、傳感器安裝場所應(yīng)盡量避開振動源，加裝管道支撐物是有效的減震方法。
六、電氣安裝應(yīng)注意傳感器與轉(zhuǎn)換器之間采用屏蔽電纜或低噪聲電纜連接，其距離不應(yīng)超過使用說明書的規(guī)定，布線時(shí)應(yīng)遠(yuǎn)離強(qiáng)功率電源線，應(yīng)盡量用單獨(dú)金屬套管保護(hù)。應(yīng)遵循“一點(diǎn)接地”原則。整體型和分離型都應(yīng)在傳感器側(cè)接地，轉(zhuǎn)換器外殼接地點(diǎn)應(yīng)與傳感器“同地”。這樣可以有效地避免雷擊對儀表造成傷害。
溫度鉑熱電阻和壓力變送器的安裝位置應(yīng)遵循JJG1029－2007《乙烯氣體流量計(jì)檢定規(guī)程》7.1.1.4和7.1.15要求，溫度測量位置設(shè)在流量計(jì)下游（2～5）D處（D為管道直徑），壓力測量位置應(yīng)在流量計(jì)下游側(cè)（2～7）D處。取壓孔軸線應(yīng)垂直于測量管軸線直徑為（4～12）mm。溫度鉑熱電阻和壓力變送器的安裝方式應(yīng)遵循GB50093－2002《自動化儀表工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》4.2、4.3及5.4的要求。壓力取源部件與溫度取源部件在同一管段上時(shí)，壓力應(yīng)安裝在溫度取源部件的上游側(cè)。
當(dāng)測量蒸汽時(shí)壓力取源部件應(yīng)帶有環(huán)型或U型冷凝管。測量低壓的壓力變送器的安裝高度，宜與取壓點(diǎn)的高度一致。下圖為壓力變送器四種安裝方式：
建議采用圖2的安裝方式，如不得已需要選擇圖3、圖4的安裝方式一定要對壓力進(jìn)行補(bǔ)償。不建議按照圖5的方式安裝，因?yàn)闊o法確定P'與P的關(guān)系。
而一般在儀表的說明書中大都是建議以圖5的方式來安裝。在此建議大家在有條件的情況下按照圖2來安裝壓力變送器。
乙烯氣體流量計(jì)主要由以下四個(gè)部分組成：
（1）渦街流量傳感器。
（2）壓力變送器。
（3）溫度鉑熱電阻。
（4）流量積算儀。
作為貿(mào)易結(jié)算的計(jì)量器具，以上四件計(jì)量器具都需要選型合適、強(qiáng)制檢定合格、安裝正確方可進(jìn)行貿(mào)易結(jié)算使用。渦街流量傳感器的工作原理是卡曼渦街原理。在流體中設(shè)置旋渦發(fā)生體（阻流件），當(dāng)有氣流通過時(shí)，從旋渦發(fā)生體下游兩側(cè)產(chǎn)生有規(guī)律的交替排列的旋渦，在一定的雷諾數(shù)范圍內(nèi)（2×104～7×106），該旋渦的頻率與旋渦發(fā)生體的幾何尺寸、管道的幾何尺寸有關(guān)，旋渦的頻率正比于流量。此頻率可由探頭檢出。
式中：b—阻流件的寬度，m；
—流經(jīng)流量計(jì)的平均流速，m/s；
f—旋渦的頻率，Hz；
Sr—斯特羅哈爾常數(shù)。
一般用戶選擇在市場上購買渦街流量傳感器時(shí)，要購買有○MA標(biāo)志的渦街流量傳感器。即取得中華人民共和國計(jì)量器具制造許可證的企業(yè)生產(chǎn)的渦街流量傳感器。如果流量計(jì)是用于貿(mào)易結(jié)算，屬于強(qiáng)制檢定。使用前應(yīng)送至當(dāng)?shù)赜?jì)量部門檢定，檢定合格方可安裝使用。檢定參照J(rèn)JG1029－2007《乙烯氣體流量計(jì)檢定規(guī)程》。
用戶在購買乙烯氣體流量計(jì)前，*先要做的是選型。選擇一款適合的乙烯氣體流量計(jì)非常重要。渦街流量傳感器口徑從DN15至DN300，由于渦街流量傳感器口徑越大儀表系數(shù)越小，頻率分辨率越低，準(zhǔn)確度也越差，因此選型口徑一般不宜大于DN300。不同口徑流量計(jì)量程大小不一。應(yīng)根據(jù)自己的實(shí)際使用情況合理配置乙烯氣體流量計(jì)。*先要確定蒸汽大概的用量。其次要確定管道內(nèi)蒸汽是過熱蒸汽還是飽和蒸汽。*后要知道管道內(nèi)蒸汽的狀態(tài)，比如壓力和溫度，合理配置壓力變送器和溫度鉑熱電阻。通過儀表說明書可以查詢到不同口徑儀表的流量測量范圍。
表1
在實(shí)際使用的過程中，所謂儀表超量程工作，實(shí)際上是儀表超流速運(yùn)行。即氣體通過渦街流量傳感器的流速過快，而導(dǎo)致計(jì)量不準(zhǔn)確。下面以一只為DN200的渦街流量傳感器為例：
圖1 渦街流量傳感器剖面圖
管道截面積：S1=πR2=3.14×0.12=0.0314m2
阻流體截面積：S2≈2R×b=0.2×0.056=0.0112m2
渦街流量傳感器的截面積：S=S1－S2=0.0202m2當(dāng)流量為4000m3/h時(shí)，此時(shí)通過氣體渦街流量傳感器的流速υ：
當(dāng)流量為400m3/h時(shí)，此時(shí)氣體通過渦街流量傳感器的流速υ：
乙烯氣體流量計(jì)在測量蒸汽時(shí)，不要超出儀表的上限流速。上限流速受介質(zhì)可壓縮性質(zhì)的限制，下限流速受雷諾數(shù)和傳感器靈敏度的限制，建議擇乙烯氣體流量計(jì)正常流量*好在正常流量范圍的1/2～2/3之間。
乙烯氣體流量計(jì)安裝正確與否直接影響其準(zhǔn)確計(jì)量。安裝儀表時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：
一、安裝應(yīng)符合儀表使用說明書的要求，保證渦街流量傳感器上、下游直管段的長度。
二、上、下游配管內(nèi)徑應(yīng)與傳感器內(nèi)徑相同。
三、配管應(yīng)與傳感器同心。
四、密封墊不能凸入管道內(nèi)，其內(nèi)徑可比傳感器內(nèi)徑大1mm～2mm。
五、傳感器安裝場所應(yīng)盡量避開振動源，加裝管道支撐物是有效的減震方法。
六、電氣安裝應(yīng)注意傳感器與轉(zhuǎn)換器之間采用屏蔽電纜或低噪聲電纜連接，其距離不應(yīng)超過使用說明書的規(guī)定，布線時(shí)應(yīng)遠(yuǎn)離強(qiáng)功率電源線，應(yīng)盡量用單獨(dú)金屬套管保護(hù)。應(yīng)遵循“一點(diǎn)接地”原則。整體型和分離型都應(yīng)在傳感器側(cè)接地，轉(zhuǎn)換器外殼接地點(diǎn)應(yīng)與傳感器“同地”。這樣可以有效地避免雷擊對儀表造成傷害。
溫度鉑熱電阻和壓力變送器的安裝位置應(yīng)遵循JJG1029－2007《乙烯氣體流量計(jì)檢定規(guī)程》7.1.1.4和7.1.15要求，溫度測量位置設(shè)在流量計(jì)下游（2～5）D處（D為管道直徑），壓力測量位置應(yīng)在流量計(jì)下游側(cè)（2～7）D處。取壓孔軸線應(yīng)垂直于測量管軸線直徑為（4～12）mm。溫度鉑熱電阻和壓力變送器的安裝方式應(yīng)遵循GB50093－2002《自動化儀表工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》4.2、4.3及5.4的要求。壓力取源部件與溫度取源部件在同一管段上時(shí)，壓力應(yīng)安裝在溫度取源部件的上游側(cè)。
當(dāng)測量蒸汽時(shí)壓力取源部件應(yīng)帶有環(huán)型或U型冷凝管。測量低壓的壓力變送器的安裝高度，宜與取壓點(diǎn)的高度一致。下圖為壓力變送器四種安裝方式：
建議采用圖2的安裝方式，如不得已需要選擇圖3、圖4的安裝方式一定要對壓力進(jìn)行補(bǔ)償。不建議按照圖5的方式安裝，因?yàn)闊o法確定P'與P的關(guān)系。
而一般在儀表的說明書中大都是建議以圖5的方式來安裝。在此建議大家在有條件的情況下按照圖2來安裝壓力變送器。