管道天然气流量表选型指导 气体流量计--江苏三信

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天然气涡街流量计选哪家 --江苏三信为您解答 

管道天然气流量计产品概述：

利用气体振动原理而开发的一种新型流量计，广泛应用在石油、化工、冶金、造纸等行业流体的计量，该流量计无可动部件，可靠性强、精度高、寿命长，可在很宽的流量范围内精确测量液体的瞬时流量和累计流量。其不受介质温度、压力、粘度及组分的影响，同时不堵、不卡、不易结垢、耐高温、高压，安全防爆，适用于恶劣环境。涡街流量计分一体化显示和远传显示，并可输出脉冲信号或电流信号与微机联网。

产品主要特点：

品种齐全、测量范围广、精度高

检出传感器不与介质接触，可靠性高

气液通用，适用范围广

没有可动部件，构造牢固简单，使用寿命长

压力损失小，计量成本便宜

检出传感器可互换，换后不需标定，便于维护

插入式流量计可进行不断流拆卸

耐腐蚀，安全，防爆

涡街流量计原理:

在流体中设置三角柱型旋涡发生体，则从旋涡发生体两侧交替地产生有规则的旋涡，这种旋涡称为卡门旋涡，如图所示，旋涡列在旋涡发生体下游非对称地排列。设旋涡的发生频率为f，被测介质平均流速为 ，旋涡发生体迎流面宽度为d，表体通径为D，即可得到以下关系式：　f=SrU1/d=SrU/md 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

式中U1--旋涡发生体两侧平均流速，m/s；

Sr--斯特劳哈尔数；

m--旋涡发生体两侧弓形面积与管道横截面面积之比.

 管道内体积流量qv为

qv=πD2U/4=πD2mdf/4Sr 　　　　　　　　　　　　　　　　

K=f/qv=[πD2md/4Sr]-1 　　　　　　　　　　　　　　　　

式中 K--流量计的仪表系数，脉冲数/m3（P/m3）。

K除与旋涡发生体、管道的几何尺寸有关外，还与斯特劳哈尔数有关。斯特劳哈尔数为无量纲参数，它与旋涡发生体形状及雷诺数有关，图2所示为圆柱状旋涡发生体的斯特劳哈尔数与管道雷诺数的关系图。由图可见，在ReD=2×104～7×106范围内，Sr可视为常数，这是仪表正常工作范围。当测量气体流量时，VSF的流量计算式为(4)

式中 qVn，qV--分别为标准状态下（0oC或20oC，101.325kPa）和工况下的体积流量，m3/h；

Pn，P--分别为标准状态下和工况下的*压力，Pa；

Tn，T--分别为标准状态下和工况下的热力学温度，K；

Zn，Z--分别为标准状态下和工况下气体压缩系数。

由上式可见，VSF输出的脉冲频率信号不受流体物性和组分变化的影响，即仪表系数在一定雷诺数范围内仅与旋涡发生体及管道的形状尺寸等有关。但是作为流量计在物料平衡及能源计量中需检测质量流量，这时流量计的输出信号应同时监测体积流量和流体密度，流体物性和组分对流量计量还是有直接影响的。

管道天然气流量计技术指标：
1．测量介质：液体、气体、饱和蒸汽、过热蒸汽。
2．精度等级：液体±1.0%，气体（蒸汽） ±1.5%，插入式±2.5%。
3．工作压力：1.6MPa，2.5MPa，4.0MPa，6.4MPa。
4．介质温度：普通型-40～150℃ 中温型-40～250℃ 高温型-40～350℃。
5．输出信号：三线电压脉冲，低电平0～1V，高电平 > 4V，占空比50%； 二线制标准电流4～20mA；三线制标准电流0～10mA。
6．工作环境：-35℃～+60℃，湿度≤95%RH。
7．工作电源：DC12V；DC24V。
8．壳体材料：碳钢、不锈钢。
9．防爆类型：本安型 ExibIICT6。

选型表： 

口径及规格要遵循以下原则进行选择:

(1)明确流体的名称、组分。

(2)明确工作状态的zui大、常用、zui小流量。

(3)明确zui高、常用、zui低工作压力和工作温度。

(4)工作状态下介质的黏度。

(5)根据被测流体状态的不同(液体、气体、蒸汽)进行仪表流量范围、口径大小的计算与选择。

局限性:

(1)不适用于低雷诺数(Ren≤2×104)测量，在高黏度、低流速、小口径情况下应用受到限制。

(2)管道有振动的场所应选用耐振检测方式的仪表。

(3)旋涡分离的稳定性受到沈速分布畸变和旋转流的影响，应根据上游侧不同形式的阻流件配置足够长的直管段，一般可参照节流式差压流量计的直管段长度要求安装。

(4)与涡轮流量计相比，仪表系数较低，分辨率低，且口径越大越低，一般应用于中小口径(DN25~DN300)。

(5)仪表在脉动流、混相流中应用尚缺试验数据。

选型和使用是用好流量计的关键环节。目前国内压缩空气流量计使用情况不是很理想的主要原因是选型不当，使流量计没有工作于仪表流量范围的中、上区域(仪表信号质量好，精确度高，具有较好的抗振动性能)，有些由于管道没有充满介质，用户不愿意缩管，甚至超出了所选流量计的使用范围，无法测量。

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。

（一）安装环境要求：

1．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。

2．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。

3．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。

4．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。

5．仪表安装在室内，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。

6．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。

（二）仪表管道安装要求：

1．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

 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。

2．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

3．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

4．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

5．仪表在在管道上可以水平、垂直或倾斜安装。

6．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

7．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

如图（四）b所示

8．测量高温、低温介质时，应注意保温措施。转换器内部（表头壳体内）高温一般不应超过70℃；低温易使转换器内部出现凝露，降低印制电路板的绝缘阻抗，影响仪表正常工作。

仪表接线说明：
一. 输出频率信号的三线制涡街流量仪表配线设计 

输出频率信号的三线制流量传感器采用DC24V或DC12V电源供电，一般通过三芯屏蔽电缆线(RWP3×0.5mm)与显示仪表或计算机相连，屏蔽层应可靠地接到放大器壳的接地螺丝上。屏蔽电缆线的选择应适合现场环境要求，另外屏蔽电缆线要与其它强功率电力线分离，不能平行走线。传感器端子接线见图

 二.输出标准4~20mA电流信号的两线制涡街流量仪表配线设计

输出标准4~20mA电流信号的两线制变送器采用DC24V电源供电，一般通过两芯屏蔽电缆线(RWP3×0.5mm)与显示仪表或计算机相连，屏蔽层应可靠地接到放大器壳的接地螺丝上。屏蔽电缆线的选择应适合现场环境要求，另外屏蔽电缆线要与其它强功率电力线分离，不能平行走线。变送器端子接线见图

 三．带RS-485通讯接口功能的涡街流量仪表配线设计

带RS-485通讯功能的涡街流量仪表采用DC24V电源供电，与其它设备之间采用四线制传输方式。仪表端子接线见图

 四．防暴型涡街流量仪表配线设计

LUGB/E三线制脉冲输出型涡街流量仪表与LB978齐纳安全栅相连、LUGB/E两线制标准4~20mA电流输出型涡街流量仪表与 LB987S齐纳安全栅相连可构成本质安全型防爆系统，产品防爆标志为Ex ia Ⅱ CT2-T5。本安防爆型涡街流量传感器/变送器与防爆安全栅和积算系统等关联设备的接线性请参看防爆安全栅厂家提供的接线说明和以下所示图

 管道天然气流量计注意事项：

（1）防爆型传感器和变送器安装于危险场所，安全栅、显示仪表、供电电源，计算机等关联设备必须安装在安全场所。

（2）传感器和变送器应有可靠接地，防爆地线不得与强电系统保护接地共用。

主要优点:

(1)结构简单牢固，安装维护方便。

(2)适用流体种类多，如液体、气体、蒸汽以及部分混相流体。

(3)与差压式、浮子式流量计比较，精确度较高，一般可达±1%R左右。

(4)范围宽度达10：1或20：1。

(5)压损小，约为孔板流量计的1/2~1/4。

(6)输出与流量成正比的脉冲信号，适用于总量计量，无零点迁移。

(7)在一定雷诺数范围内，输出频率信号不受流体物性(密度、黏度)和组分影响，仪表系数仅与旋涡发生体及管道的形状尺寸有关，可以在一种典型介质中校验而适用于各种介质.如图所示。

(8)可针对不同对象选用相应的旋涡检测技术。

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