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渦街流量計(jì)如何選型

點(diǎn)擊次數(shù):2097 發(fā)布時(shí)間:2021-03-09 03:03:11
儀表口徑的確定和安裝設(shè)計(jì)
儀表選型是儀表應(yīng)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(yùn)行.因此用戶和設(shè)計(jì)單位在選用本公司產(chǎn)品時(shí),請(qǐng)仔細(xì)閱讀本節(jié)資料,認(rèn)真核對(duì)流體的工藝參數(shù)并**可與我公司的銷售或技術(shù)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(lái)確定。不同口徑渦街流量?jī)x表的測(cè)量范圍是不一樣的。即使同一口徑流量表,用于不同介質(zhì)時(shí),它的測(cè)量范圍也是不一樣的。實(shí)際可測(cè)的流量范圍需要通過(guò)計(jì)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(cè)介質(zhì)的名稱、組份
(2)工作狀態(tài)的*小、常用、*大流量
(3)介質(zhì)的*低、常用、*高壓力和溫度
(4)工作狀態(tài)下介質(zhì)的粘度
2.渦街流量計(jì)測(cè)量的是介質(zhì)的工作狀態(tài)體積流量,因此應(yīng)先根據(jù)工藝參數(shù)求出介質(zhì)的工作狀態(tài)體積流量,相關(guān)公式如下:
(1)已知?dú)怏w標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)體積流量,可通過(guò)以下公式求出工況體積流量
渦街流量計(jì)測(cè)量體積流量公式
(2)已知?dú)怏w標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)密度ρ,可通過(guò)以下公式求出工況密度
渦街流量計(jì)測(cè)量體積流量公式
(3)已知質(zhì)量流量Qm換算為體積流量Q
渦街流量計(jì)測(cè)量體積流量公式
式中:
Qv: 介質(zhì)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(zhì)在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的體積流量(Nm3/h)
Qm: 質(zhì)量流量 (t/h)
ρ: 介質(zhì)在工況狀態(tài)下的密度(kg/m3)
ρo:介質(zhì)在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的密度(kg/m3),常用氣體介質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)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?jī)x表的上限適用流量一般可不計(jì)算,渦街流量?jī)x表口徑的選擇主要是對(duì)流量下限的計(jì)算。下限流量的計(jì)算應(yīng)該滿足兩個(gè)條件:*小雷諾數(shù)不應(yīng)低于界限雷諾數(shù)(Re=2×104);對(duì)于應(yīng)力式渦街流量?jī)x表在下限流量時(shí)產(chǎn)生的旋渦強(qiáng)度應(yīng)大于傳感器旋渦強(qiáng)度的允許值(旋渦強(qiáng)度與升力ρv2  成比例關(guān)系)。這些條件可表示如下:
由密度決定的工況可測(cè)下限流量:
渦街流量計(jì)測(cè)量體積流量公式
由運(yùn)動(dòng)粘度決定的線性下限流量:
渦街流量計(jì)測(cè)量體積流量公式
式中:
Qρ:滿足旋渦強(qiáng)度要求的*小體積流量(m3/h)
ρ0:參比條件下介質(zhì)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(cè)介質(zhì)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(zhì)的運(yùn)動(dòng)粘度(m2/s)
υo:參比條件下介質(zhì)的運(yùn)動(dòng)粘度(m2/s)
通過(guò)公式(6)、(7)計(jì)算出Qρ和Qν。比較Qρ和Qν,確定流量?jī)x表可測(cè)下限流量和線性下限流量:
Qυ≥Qρ:可測(cè)流量范圍為Qρ~Qmax  , 線性流量范圍為Qυ~Qmax
Qρ~Qmax  
Qmax:渦街流量?jī)x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(zhǔn).氣體的上限流速應(yīng)該小于70m/s,液體的上限流速應(yīng)該小于7m/s
5.當(dāng)用戶測(cè)量的介質(zhì)為蒸汽時(shí),常采用的計(jì)量單位是質(zhì)量流量,即:t/h或Kg/h。由于蒸汽(過(guò)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(jìn)行計(jì)算得出
渦街流量計(jì)測(cè)量體積流量公式
式中:
ρ: 蒸汽的密度(kg/m3) 
ρ0:1.205kg/m3 
Q蒸汽 :蒸汽質(zhì)量流量(t/h)
6.計(jì)算壓力損失,檢測(cè)壓力損失對(duì)工藝管線是否有影響,公式(單位:Pa):
Δp= CdρV2/2    公式(9)
式中: 
Δp:壓力損失(Pa)  Cd:壓力損失系數(shù)
ρ:工況介質(zhì)密度(kg/m3)V:平均流速(m/s)
7.被測(cè)介質(zhì)為液體時(shí),為防止氣化和氣蝕,應(yīng)使管道壓力符合以下要求: 
p≥2.7Δp+1.3p0       公式(10)
式中: 
Δp: 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(jì)不適合測(cè)量高粘度液體。當(dāng)計(jì)算出的可測(cè)流量下限不滿足設(shè)計(jì)工藝要求時(shí),應(yīng)該考慮選用其它類型流量計(jì)。
9.通過(guò)計(jì)算如果有兩種口徑都可滿足要求,為了提高測(cè)量效果、降低造價(jià),應(yīng)選用口徑較小的表。應(yīng)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
表(二)  參比條件下渦街流量傳感器工況流量范圍表
渦街流量計(jì)流量范圍對(duì)照表
表(三) 常用氣體介質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)密度(0℃,絕壓P=0.1MPa)
渦街流量計(jì)氣體密度對(duì)照表
(三)選型舉例:
例一:已知?dú)怏w壓力和溫度及標(biāo)況下的流量時(shí)
某壓縮空氣,標(biāo)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(jì)口徑。
步驟一:計(jì)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(jì)為DN80 、DN100和DN125,考慮到上限流量1270m3/h及使用效果和經(jīng)濟(jì)成本,初選DN100, DN100流量計(jì)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(jì),但應(yīng)具體核算DN100流量計(jì)在該工況條件下的可測(cè)下限流量。核算DN100流量計(jì)在該工況條件下的可測(cè)下限流量:
由公式(4)及公式(6):
渦街流量計(jì)測(cè)量流量公式
即,流量計(jì)在該工況條件下的可測(cè)下限流量是37.46m3/h,遠(yuǎn)小于要求的工況下限流量157m3/h,確定選用DN100流量計(jì)。
例二:已知蒸汽壓力和溫度及工況流量時(shí)測(cè)量介質(zhì)為過(guò)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(jì)口徑。
步驟一:計(jì)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) :
渦街流量計(jì)測(cè)量流量公式
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。
二.儀表的安裝設(shè)計(jì)
儀表的正確安裝是保障儀表正常運(yùn)行的重要環(huán)節(jié),若安裝不當(dāng),輕則影響儀表的使用精度,重則會(huì)影響儀表的使用壽命,甚至?xí)p壞儀表。
(一)安裝環(huán)境要求:
1.盡可能避開強(qiáng)電設(shè)備、高頻設(shè)備、強(qiáng)開關(guān)電源設(shè)備。儀表的供電電源盡可能與這些設(shè)備分離。
2.避開高溫?zé)嵩春洼椛湓吹闹苯佑绊憽H舯仨毎惭b,須有隔熱通風(fēng)措施。
3.避開高濕環(huán)境和強(qiáng)腐蝕氣體環(huán)境。若必須安裝,須有通風(fēng)措施。
4.渦街流量?jī)x表應(yīng)盡量避免安裝在振動(dòng)較強(qiáng)的管道上。若必須安裝,須在其上下游2D處加設(shè)管道緊固裝置,并加防振墊,加強(qiáng)抗振效果。
5.儀表*好安裝在室內(nèi),安裝在室外應(yīng)注意防水,特別注意在電氣接口處應(yīng)將電纜線彎成U形,避免水順著電纜線進(jìn)入放大器殼內(nèi)。
6.儀表安裝點(diǎn)周圍應(yīng)該留有較充裕的空間,以便安裝接線和定期維護(hù)。
(二)儀表管道安裝要求:
1.渦街流量?jī)x表對(duì)安裝點(diǎn)的上下游直管段有一定要求,否則會(huì)影響介質(zhì)在管道中的流場(chǎng),影響儀表的測(cè)量精度。儀表的上下游直管段長(zhǎng)度要求見圖(三)  
DN為儀表工稱口徑
渦街流量計(jì)安裝注意事項(xiàng)
注:調(diào)節(jié)閥盡可能不安裝在渦街流量?jī)x表的上游,而應(yīng)安裝在渦街流量?jī)x表的下游10D處。
2.上、下游配管內(nèi)徑應(yīng)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(yīng)滿足以下關(guān)系
0.98Db≤Dp≤1.05Db
上、下游配管應(yīng)與流量?jī)x表表體內(nèi)徑同心,它們之間的不同軸度應(yīng)小于0.05Db
3.儀表與法蘭之間的密封墊,在安裝時(shí)不能凸入管內(nèi),其內(nèi)徑應(yīng)比表體內(nèi)徑大1-2mm
4.測(cè)壓孔和測(cè)溫孔的安裝設(shè)計(jì)。被測(cè)管道需要安裝溫度和壓力變送器時(shí),測(cè)壓孔應(yīng)設(shè)置在下游3-5D處,測(cè)溫孔應(yīng)設(shè)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(cè)量氣體時(shí),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(jìn)入儀表測(cè)量管,氣流應(yīng)自下而上流動(dòng),如圖(四)a所示
7.測(cè)量液體時(shí),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(shí),應(yīng)該保證液體流動(dòng)方向從下而上。若管道內(nèi)含少量氣體,為了防止氣體進(jìn)入儀表測(cè)量管,儀表應(yīng)安裝在管線的較低處
如圖(四)b所示
渦街流量計(jì)安裝注意事項(xiàng)
8.測(cè)量高溫、低溫介質(zhì)時(shí),應(yīng)注意保溫措施。轉(zhuǎn)換器內(nèi)部(表頭殼體內(nèi))高溫一般不應(yīng)超過(guò)70℃;低溫易使轉(zhuǎn)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)
渦街流量計(jì)外形尺寸圖
(四)插入式渦街流量?jī)x表安裝步驟:
1.在管道上用氣焊開一個(gè)略小于φ100mm的圓孔,并把圓孔周圍毛刺清除干凈,以保證測(cè)頭旋轉(zhuǎn)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(diào)節(jié)絲杠,使插入深度符合要求(保證測(cè)頭中心軸線和管道中心軸線重合),流體流向必須與方向標(biāo)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(dòng))
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(qǐng)重復(fù)步驟5、6。
(五)壓力變送器和Pt100安裝示意圖
渦街流量計(jì)壓力變送器和Pt100安裝示意圖

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