蒸汽流量表选型--江苏恒创仪表有限公司--咨询：/ 杨

蒸汽流量表的测量系统与组成：

对蒸汽的流量测量由恒创仪表HENGC-LUGB 涡街流量传感器和流量转换器组成。涡街传感器主要是由传感器（内有放大板）、连杆、漩涡发生器组件（内有三角柱、探头）构成，可用于过热蒸汽、饱和蒸汽、压缩空气和一般气体的测量。在本测量系统中，涡街流量传感器安装在垂直管道上，它将与蒸汽流量相对应的脉冲信号发送给流量转换器。流量转换器具有全中文液晶显示屏，可以显示瞬时流量、累计流量、涡街频率、介质压力温度、密度等多种信息，接入温度压力信号还可以自动进行温度压力补偿。它将来自蒸汽流量表的脉冲信号转换为瞬时流量并进行累积用于就地显示，并输出一个与瞬时流量成正比的4~20mA的信号，以方便同DCS的连接。

蒸汽流量表测量原理：

如下图所示，管道中垂直插入一梯形柱状旋涡发生体，随着流体流动，当管道雷诺数达到一定值时，在旋涡发生体两侧会交替地产生有规则的旋涡，这种旋涡称为卡曼涡街。

设旋涡发生频率为f，旋涡发生体迎流面宽度为d，表体通径为D，根据卡曼涡街原理，可知：

式中：U1为旋涡发生体两侧平均流速；U为被测介质来流的平均流速；Sr为斯特劳哈尔数，对一定形状的旋涡发生体在一定雷诺数范围内为常数；m为旋涡发生体两侧弓形面积与管道横截面面积之比。流体在产生旋涡的同时还受到一个垂直方向上力的作用，根据汤姆生定律和库塔--儒可夫斯基升力定理[5~6]，设作用在旋涡发生体每单位长度上的升力为FL，有：

式中：cL为升力系数；ρ为流体密度。

由于交替地作用在发生体上升力的频率就是旋涡的脱落频率，通过压电探头对FL变化频率的检测，即可得到f，再由式（1）可得体积流量qv：

式中：K为涡街流量计的仪表系数。
从式以上两式可以看出，对于确定的D和d，流体的体积流量qv与旋涡频率f成正比，而f只与流速U和旋涡发生体的几何参数有关，而与被测流体的物性和组分无关，因此可以得出涡街流量计不受流体温度、压力、密度、粘度、组分因素的影响。

蒸汽流量表的优点：
①通过长时间对蒸汽流量表进行的大量波形分析和频谱分析，设计出合理的探头形状、壁厚，高度、探头杆直径及与之相配套的压电晶体，采用*的数控车床进行加工，确保加工的同轴度和光洁度等技术参数，配合特殊的工艺处理，从而zui大限度的克服涡街流量计存在的固有自振荡频率对信号的影响这个通病。
②蒸汽流量表的传感器的通用性很强，从而使传感器具有良好的互换性采用*数控设备加工传感器的表体和旋涡发生体等，确保加工精度，从而使零部件(特别是旋涡发生体)的通用性强，从而真正做到不会因零部件的更换而影响传感器的重复性和精度;能产生强大而稳定的涡街信号。
③结构简单牢固，无可动部件，可靠性高，使用维护方便。
④检测元件不与介质接触，性能稳定，使用寿命长 传感器采用检测探头与旋涡发生体分开安装，而且耐高温的压电晶体密封在检测探头内，不与被测介质接触，所以涡街流量计具有结构简单、通用性好和稳定性高的特点。
⑤输出与流量成正比的脉冲信号或模拟信号，无零点漂移，精度高，方便与计算机联网
⑥测量范围宽，量程比可达1：10
⑦蒸汽流量表测量体积流量时不需补偿，涡街输出的信号实际上是与流速成线性关系的，也就是与体积流量成正比。压力和温度补偿的目的是为了得到流体的密度，乘以体积流量就得到质量流量，若测量气体的体积流量就不需要补偿了。
⑧压力损失小。
用口径DN50的蒸汽流量表测量可燃气体的流量，若管道内的zui大流量Qmax =200m3/h时，传感器的压力损失是：△P =1.08×10-6 ρv2(kPa)= 0.605 KPa
⑨在一定的雷诺数范围内，流量特性不受流体压力、温度、黏度、密度、成分的影响，仅是与旋涡发生体的形状和尺寸有关。
⑩应用范围广，蒸汽、气体、液体流量均可测量。

蒸汽流量表技术参数与流量范围表：

 蒸汽流量表的流量范围：

蒸汽流量表的相关应用： 
广泛适用于石油、化工、冶金、热力、纺织、造纸等行业对过热蒸汽、饱和蒸汽、压缩空气和一般气 、水和液体的计量和控制。

蒸汽流量表仪表特点：     
1、 可测量蒸汽,气体,液体的体积流量和质量流量；
2、无机械运动部件,测量精度高,结构紧凑维护方便；
3、压力损失小,量程范围宽；范围度达1:25；
4、采用消扰电路和抗振传感头；
5、采用消扰电路和抗振传感头，使仪表具有一定抗环境振动性能；
6、可测介质温度达+250℃。
7、可实现不断流拆装传感器，可实现放大器与传感器分离（分离距离15m）；

合理的选型是用好蒸汽流量表的基础，选型不合理，流量表的使用便会达不到理想的计量效果。以下为简单的几点要素：
1、确定通经：
工作状态的zui大、常用及zui小流量。通经选型时主要考虑常用流量，常用流量应在涡街流量计量程的1/3-3/4范围较为合适，同时要考虑zui小流量，因为很多企业在选型时忽略了这一点，而导致小流量的计量失准，因此，选型时一定将所选的流量计通经覆盖zui小流量范围。
测量气体上限流速受介质可压缩性限制，下限流速受雷诺数和传感器灵敏度的限制，一般气体、蒸汽的流速为7m/s-45m/s，在选择通经时应反算流速，看是否满足要求。
2、工作状态下的zui高、常用及zui低压力和温度：
压力和温度决定流体介质工况的质量，涡街流量计在测量饱和蒸汽的过程中，多数企业只采用压力补偿，为此工况压力应在流量计规定的范围内。介质温度过高，要选择高温型传感器，以防传感器被高温损坏。
3、防爆等级：
根据生产现场实际可选择本安或隔离。
4、输出信号：
输出信号选择标准4-20mA,因为标准信号容易与其余设备对接，同时还要考虑今后是否进行网络检测，必须把相关技术指标要求在内，避免以后的变更造成选型失误。
选型时对涡街流量计参数的选择，需要结合实际的工业现场，考虑周全，可以避免安装使用时带来的麻烦。

             蒸汽流量表选型表：

蒸汽流量表合适的安装方式为竖直安装，介质自下而上通过流计。即将流量计安装在竖直管道上，流量方向为自下向上。

蒸汽流量表安装要注意哪些要点：
1、只能单向测量，安装时注意保证介质流量方向与流量计箭头所示方向*。
2、合理的安装方式为竖直安装，介质自下而上通过流计。即将流量计安装在竖直管道上，流量方向为自下向上。
3、水平安装时，必须将流量计装在整个系统的高压区，并保证相应的出口压力;不要安装在管路的zui高点，因zui高点往往气体积聚，管道非满，出口不可直接放空。
4、测高温流体时，尽量采用竖直安装方式;若不得不水平安装，请将流量计的变送器部分竖直向下，或水平侧装，避免温度过高;注意安装位置处空气流动或通风良好。
5、直管段要求：至少保证流量计前15倍管径，流量计后5倍管径。如流量计前有弯头，缩进，扩大等干扰源，则需保证流量计前30–40倍的管径，流量计后6倍管径。流量计应安装于调节阀，压力或温度传感器的上游。
6、安装时注意管道口径应略大于或等于仪表的内径。
7、使用密封圈时，注意密封圈内径应略大于或等于仪表的内径，密封圈中心位于管道中心。
8、电缆入口密封仪表电气连接时，必须注意进线孔的密封。必须根据仪表电缆入口型号选择相应的密封接口。(M20Χ1.5;1/2”NPT;G1/2”)，并正确、紧密地安装。没有密封接头，或安装马虎，达不到密封效果。

HENGC-LUGB型温压补偿一体蒸汽流量表现场安装图：