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高溫蒸汽渦街流量計(jì)

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產(chǎn)品簡介

高溫蒸汽渦街流量計(jì)

詳細(xì)介紹

高溫蒸汽

特點(diǎn)

JD-LUGB系列渦街流量計(jì),主要用于工業(yè)管道介質(zhì)流體的流量測量，如氣體、液體、蒸汽等多種介質(zhì)。其特點(diǎn)是壓力損失小，量程范圍大，精度高，在測量工況體積流量時(shí)幾乎不受液體密度、壓力、溫度等參數(shù)的影響。無可動(dòng)機(jī)械零件，因此可靠性高，維護(hù)量小。儀表參數(shù)能長期穩(wěn)定。

本儀表采用壓電應(yīng)力式傳感器，可靠性高,可在－25℃～＋250℃的工作溫度范圍內(nèi)工作。有模擬標(biāo)準(zhǔn)信號，也有數(shù)字脈沖信號輸出，容易與計(jì)算機(jī)等數(shù)字系統(tǒng)配套使用，是一種比較*、理想的流量儀表。

工作原理

    在流體中設(shè)置旋渦發(fā)生體(阻流體)，從旋渦發(fā)生體兩側(cè)交替地產(chǎn)生有規(guī)則的旋渦，這種旋渦稱為卡曼渦街,如圖1所示。旋渦列在旋渦發(fā)生體下游非對稱地排列。設(shè)旋渦的發(fā)生頻率為f，被介質(zhì)來流的平均速度為U，旋渦發(fā)生體迎面寬度為d，表體通徑為D，根據(jù)卡曼渦街原理，有如下關(guān)系式：
                         f=StU1/d=StU/md
    式中U1－旋渦發(fā)生體兩側(cè)平均流速，m/s
        St—斯特勞哈爾數(shù)
    m－旋渦發(fā)生體兩側(cè)弓形面積與管道橫截面面積之比

瞬時(shí)體積流量qv為：

式中K－流量計(jì)的儀表系數(shù)，脈沖數(shù)／

(P/

)

K除與旋渦發(fā)生體、管道的幾何尺寸有關(guān)外，還與斯特勞哈爾數(shù)有關(guān)。斯特勞哈爾數(shù)為無量綱參數(shù)，它與旋渦發(fā)生體形狀及雷諾數(shù)有關(guān)，圖2所示為圓柱狀旋渦發(fā)生體的斯特勞哈爾數(shù)與管道雷諾數(shù)的關(guān)系圖。由圖可見，在Re=2×104～7×106范圍內(nèi)，St可視為常數(shù)，這是儀表正常工作范圍。當(dāng)測量氣體流量時(shí)，HLUG的流量計(jì)算式為

式中ＱＶn，ＱＶ－分別為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下(20℃，101.325kPa)和工況下的體積流量，

/h;
      Pn，P－分別為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下和工況下的壓力kPa;
      Tn，Ｔ－分別為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下和工況下的熱力學(xué)溫度，Ｋ；
      Zn，Z－分別為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下和工況下氣體壓縮系數(shù)。
    由上式可見，HLUG輸出的脈沖頻率信號不受流體物性和組分變化的影響，即儀表系數(shù)在一定雷諾數(shù)范圍內(nèi)僅與旋渦發(fā)生體及管道的形狀尺寸等有關(guān)。但是作為流量計(jì)在物料平衡及能源計(jì)量中需檢測質(zhì)量流量，這時(shí)流量計(jì)的輸出信號應(yīng)同時(shí)監(jiān)測體積流量和流體密度，流體物性和組分對流量計(jì)還是有直接影響的。

主要技術(shù)參數(shù)

1、主要技術(shù)參數(shù)(見表1)

2、液體、工況氣體流量范圍(見表2)

表2

通徑DN(mm)	25	32	40	50	65	80	100	150	200
液體(/h)	1～14	1.5～23	2.2～36	5～57	6.3～96	9～145	14～230	32～510	56～900
氣體(/h)	12～88	15～145	22.6～230	35～350	60～600	90～900	140～1400	300～3000	550～5500

3、飽和水蒸汽質(zhì)量流量范圍(見表3)

表3

單位：(kg/h)

結(jié)構(gòu)及尺寸

本系列渦街流量計(jì)共有兩種連接方式及外形尺寸

法蘭卡裝式及法蘭連接式渦街流量計(jì)(1.6MPa)尺寸見表4

卡裝式	公稱通徑 mm	壓力等級 MPa	L mm	G	D mm	d 1 mm	N－d2	d mm	b mm	重量 Kg
	公稱通徑 mm	壓力等級 MPa	L mm	常溫高溫	D mm	d 1 mm	N－d2	d mm	b mm	重量 Kg
	25	2.5～4.0	80	342 500	76	-	-	25	-	7
	32	2.5～4.0	80	342 505	76	-	-	32	-	10
	50	2.5～4.0	80	337 515	86	-	-	50	-	12.5
	65	－	80	345 530	102	-	-	65	-	28
	80	1.6～2.5	100	350 540	112	-	-	80	-	25
	100	1.6～2.5	110	330 550	132	-	-	100	-	35
	150	1.6	140	355 575	203	-	-	150	-	40
	200	1.6	150	380 600	259	-	-	200	-	46
法蘭連接式	100	1.6	250	310 530	215	180	8－φ18	100	26	30
	150	1.6	300	335 555	280	240	8－φ23	150	28	34
	200	1.6	320	370 590	335	295	12－φ23	200	30	41

符合GB/T9119—2000的要求。

選型及計(jì)算

1、流量計(jì)的口徑應(yīng)根據(jù)使用流量Qv來選擇，為了獲得盡可能寬的使用流量范圍,使用流量應(yīng)不小于流量計(jì)額定流量Qmax的1/2。流量計(jì)的線性流量范圍對應(yīng)的雷諾范圍2×104～7×106。液體表可根據(jù)圖6直接查表2選用，而氣體表則應(yīng)計(jì)算出工況狀態(tài)的流量范圍后根據(jù)圖7查表2選用，測量飽和蒸汽查表3。

4、常用氣體介質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下密度(0.101235MPa，20℃)見表5

表5

氣體	密度(kg/)	氣體	密度(kg/)	氣體	密度(kg/)
乙炔	1.083	正丁烷	2.4163	乙烷	1.2500
氨氣	0.7080	乙烯	1.1660	甲烷	0.6669
丙烷	1.8332	氖氣	0.83914	天然氣	0.776
空氣	1.2041	氬氣	1.6605	二氧化碳	1.829
一氧化碳	1.165	氫氣	0.0838	氧氣	1.3302
丙稀	1.7459	氮?dú)?/td>	1.1646

    5、壓力損失
    i、測量液體時(shí)的壓力損失
    圖8是測量水(20℃，1013mbar，ρ=998kg/

)的流量時(shí)壓力損失與流量的關(guān)系
測量密度為ρS的其它液體時(shí)，壓力損失可按下式計(jì)算

△P'－被測液體的壓力損失(mbar)
△P－由圖8查出的水的壓力損失(mbar)

ii、測量氣體(過熱蒸汽)時(shí)壓力損失
圖9是空氣(20℃，1013mbar，ρ=1.2kg/)的壓力損失。測量密度ρS與空氣不同的其它氣體，壓力損失可按下式計(jì)算

△P'－被測介質(zhì)的壓力損失
△P－由圖９查出的空氣的壓力損失

圖9 空氣壓力損失(20℃，1013mbar,ρ＝1.2kg/

)

    6、計(jì)算實(shí)例
    a、液體的計(jì)算實(shí)例
    液體的計(jì)算實(shí)例
    液體密度850kg/

，運(yùn)動(dòng)粘度2cst(=2×

)，流量為50

/h。試確定流量計(jì)口徑。
1)QV=50

/h，直接查表2，選口徑DN50(Qmax=55

/h)。
2)由圖6查出粘度2cst對應(yīng)的最小線性流量是Qmin=6

/h。
3)按QV=50

/h查圖8的△P=460mbar

b、氣體的計(jì)算實(shí)例
溫度85℃，工作壓力0.5MPa的CO2氣體。流量3500N m3/h，試確定流量計(jì)口徑。
ρn=1.829kg/

2) 計(jì)算工況流量：QV ＝Qn×(ρn/ρ)＝3500×1.829/8.886=720

/h,查表2選口徑DN80(Qmaz=900

/h)
3)最小流量：ρ=8.886kg/m3時(shí)查圖7得QVmin=50

/h,轉(zhuǎn)換標(biāo)況流量：
QNmin=50×(ρ/ρn)=242.9

/h
4)壓力損失：按QV=720

/h,查圖9得△P=19mbar，
                求△P'=(8.886/1.2)×19=140.7mbar
    c、過熱蒸汽測量
    過熱蒸汽測量用飽和蒸汽參數(shù)分別乘以圖10修正系數(shù)即可得出測量過熱蒸汽的和最小流量。
    例：通徑φ50mm，壓力10kgf/c

,溫度為250℃，過熱蒸汽的流量范圍：從圖10中查得a=0.890b=0.840，查飽和蒸汽測量范圍表3(對應(yīng)DN50，1.0MPa)，求最小流量Qmin=0.890×112=99.68kg/h流量Qmax=0.840×1120=940.8kg/h。最小流量修正系數(shù)a

圖10 過熱蒸汽系數(shù)修正圖

選型

渦街流量計(jì)類型
JD-LUGB JD-LUW	脈沖輸出現(xiàn)場顯示、帶4～20mA輸出
	通徑(mm)	流量范圍(/h)
	DN25 DN32 DN40 DN50 DN80 DN100 DN150 Dn200	1～10(液體) 25～60(氣體) 1.5～18(液體) 15～150(氣體) 2.2～27(液體)　 22.6～150(氣體) 4～55(液體)　　 35～350(氣體) 9～135(液體) 90～900(氣體) 14～200(液體) 140～1400(氣體) 32～480(液體)　 300～3000(氣體) 56～800(液體) 550～5500(氣體)
	備注：1、蒸汽流量范圍請查看表3。 2、DN250～DN600可按客戶要求訂貨。 3、DN300以上口徑推薦使用插入式渦街流量計(jì)，可定做。
		壓力等級
		P1 P2 P3	1.6MPa 2.5MPa 4.0MPa
			法蘭材料
			B1 B2	不銹鋼碳鋼
				介質(zhì)溫度
				T1 T2 T3	常溫高溫蒸汽
					連接方式
					L1 L2	法蘭卡裝式法蘭連接式
						供電電源
						D1 D2	內(nèi)部3.6V供電 DC24V供電
							精度等級
							E1 E2	1.0級 1.5級
JD-LUGB-	DN25-	P1	B1	T1	L1	D2	E1	型號舉例

渦街流量計(jì)的優(yōu)點(diǎn)
JD-LU-智能渦街流量計(jì)的是抗振性能特別好，無零點(diǎn)漂移，可靠性高。
    通過長時(shí)間對渦街流量計(jì)進(jìn)行的大量波形分析和頻譜分析，中控設(shè)計(jì)出了的探頭形狀、壁厚，高度、探頭桿直徑及與之相配套的壓電晶體，采用*的數(shù)控車床進(jìn)行加工，確保加工的同軸度和光潔度等技術(shù)參數(shù)，配合特殊的工藝處理，從而限度的克服渦街流量計(jì)存在的固有自振蕩頻率對信號的影響這個(gè)通病。這是中控公司在制作渦街流量計(jì)方面的技術(shù)優(yōu)勢，使得中控公司出廠的渦街流量計(jì)具有量好的抗振動(dòng)能力。
    ②FFM63系列智能渦街流量計(jì)的傳感器的通用性很強(qiáng)，從而使傳感器具有良好的互換性采用*數(shù)控設(shè)備加工傳感器的表體和旋渦發(fā)生體等，確保加工精度，從而使零部件(特別是旋渦發(fā)生體)的通用性強(qiáng)，從而真正做到不會(huì)因零部件的更換而影響傳感器的重復(fù)性和精度；能產(chǎn)生強(qiáng)大而穩(wěn)定的渦街信號。
    ③結(jié)構(gòu)簡單牢固，無可動(dòng)部件，可靠性高，使用維護(hù)方便。
    ④檢測元件不與介質(zhì)接觸，性能穩(wěn)定，使用壽命長
    傳感器采用檢測探頭與旋渦發(fā)生體分開安裝，而且耐高溫的壓電晶體密封在檢測探頭內(nèi)，不與被測介質(zhì)接觸，所以FFM63系列渦街流量計(jì)具有結(jié)構(gòu)簡單、通用性好和穩(wěn)定性高的特點(diǎn)。
    ⑤輸出與流量成正比的脈沖信號或模擬信號，無零點(diǎn)漂移，精度高，方便與計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)
    ⑥測量范圍寬，量程比可達(dá)1：10
    ⑦渦街流量計(jì)測量體積流量時(shí)不需補(bǔ)償，渦街輸出的信號實(shí)際上是與流速成線性關(guān)系的，也就是與體積流量成正比。壓力和溫度補(bǔ)償?shù)哪康氖菫榱说玫搅黧w的密度，乘以體積流量就得到質(zhì)量流量，若測量氣體的體積流量就不需要補(bǔ)償了。
    ⑧壓力損失小。
    用口徑DN50的渦街流量計(jì)測量可燃?xì)怏w的流量，若管道內(nèi)的流量Qmax ＝200m3/h時(shí)，傳感器的壓力損失是：△P ＝1.08×10-6 ρv2(kPa)= 0.605 KPa
    ⑨在一定的雷諾數(shù)范圍內(nèi)，流量特性不受流體壓力、溫度、黏度、密度、成分的影響，僅是與旋渦發(fā)生體的形狀和尺寸有關(guān)。
    ⑩應(yīng)用范圍廣，蒸汽、氣體、液體流量均可測量。
渦街流量計(jì)的技術(shù)參數(shù)
●測量流體：飽和蒸汽、過熱蒸汽、氣體、液體(避免多相流)
●測量準(zhǔn)確度及重復(fù)性：

測量流體	準(zhǔn)確度	重復(fù)性
氣體(含蒸汽)	1.0級	0.33%
液體	1.5級	0.5%

●測量范圍

測量流體	流速下限(m/s)	流速上限(m/s)
氣體(含蒸汽)	7	70
液體	0.7	7

●額定壓力：1.6MPa、2.5MPa、6.3MPa
●流體溫度：-40℃～250℃(普通型)，100℃～350℃(普通型)
●結(jié)構(gòu)類型：一體型渦街流量計(jì)
●結(jié)構(gòu)材質(zhì)

部件名稱	材質(zhì)
傳感器表體	304不銹鋼、316不銹鋼
旋渦發(fā)生體	304不銹鋼、316不銹鋼
檢測探頭	316L
連桿	304不銹鋼
散熱器	鋁合金
墊片	耐高溫石棉墊、丁晴橡膠墊片、石墨墊片

●工作電源

種電源方式	3.6V鋰電池供電(就地顯示型)
第二種電源方式	24VDC(或12VDC)
第二種電源方式	24VDC(或12VDC)或3.6V鋰電池供電雙電源供電

●輸出信號：脈沖輸出、4～20mA 電流輸出，RS485通訊等三種輸出可供選擇
●電氣接口：M20*1.5
●防護(hù)等級：IP65
●表體處理：傳感器表體采用不銹鋼噴砂，放大器外殼采用噴塑。
●環(huán)境溫度：-35℃～60℃(無LCD)、-5℃～60℃(帶LCD)
●相對濕度：5%～95℃

智能渦街流量計(jì)安裝示意圖

智能渦街流量計(jì)的安裝要求
智能渦街流量計(jì)有許多種結(jié)構(gòu)形式，安裝、維修人員需要了解所裝儀表的具體結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)以及流量信號的轉(zhuǎn)換，了解信號傳輸過程中的各個(gè)環(huán)節(jié)，按產(chǎn)品說明書進(jìn)行安裝，以確保流量計(jì)的精確測量。
1、合理選擇安裝場所和環(huán)境
避開強(qiáng)電力設(shè)備，高頻設(shè)備，強(qiáng)電源開關(guān)設(shè)備；避開高溫?zé)嵩春洼椛湓吹挠绊懀荛_強(qiáng)烈震動(dòng)場所和強(qiáng)腐蝕環(huán)境等，同時(shí)要考慮安裝維修方便。
2、上下游必須有足夠的直管段
若傳感器安裝點(diǎn)的上游有大于>15。漸縮管，則：上游直管段≥15D，下游直管段≥5D

若傳感器安裝點(diǎn)的上游有大于>15。漸擴(kuò)管，則：上游直管段≥18D，下游直管段≥5D

若傳感器安裝點(diǎn)的上游有90。彎頭或T形接頭，則：上游直管段≥20D，下游直管段≥5D

若傳感器安裝點(diǎn)的上游在同一平面上有二個(gè)90。彎頭，則：上游直管段≥25D，下游直管段≥5D

若傳感器安裝點(diǎn)的上游在不同平面上有二個(gè)90。彎頭，則：上游直管段≥40D，下游直管段≥5D

調(diào)節(jié)閥應(yīng)安裝在傳感器的下游5D以外處，若必須安裝在傳感器的上游，傳感器上游直管段應(yīng)不小于50D，下游應(yīng)有不小于5D。

3、安裝點(diǎn)上下游的配管應(yīng)與傳感器同心，同軸偏差應(yīng)不小于0.5DN
傳感器安裝點(diǎn)的上下游配管的內(nèi)徑應(yīng)與傳感器通徑相同，其應(yīng)滿足下式的要求：
0.98DN≤D≤1.05DN
式中：DN----傳感器通徑；
D----配管內(nèi)徑。
傳感器與法蘭間的密封墊不能凸入管道內(nèi)，其內(nèi)徑可比傳感器通徑略大。

4、管道采取減振動(dòng)措施
傳感器盡量避免安裝在振動(dòng)較強(qiáng)的管道上，特別是橫向振動(dòng)。若不得已要安裝時(shí)，必須采取減振措施，在傳感器的上下游2D處分別設(shè)置管道緊固裝置，并加防振墊。

．在水平管道上安裝是流量傳感器的安裝方式。
測量氣體流量時(shí)，若被測氣體中含有少量的液體，傳感器應(yīng)安裝在管線的較高處。

測量液體流量時(shí)，若被測液體中含有少量的氣體，傳感器應(yīng)安裝在管線的較低處。

6．傳感器在垂直管道的安裝
測量氣體流量時(shí)，傳感器可以安裝在垂直管道上，流向不限。若被測氣體中含有少量的液體，氣體流向應(yīng)由下向上。
測量液體流量時(shí)，液體流向應(yīng)由下向上：這樣不會(huì)將液體重量額外附加在探頭上。

7、傳感器在水平管道的側(cè)裝
無論測量何種流體，傳感器可以在水平管道上側(cè)裝，特別是測量過熱蒸汽，飽和蒸汽和低溫液體，若條件允許采用側(cè)裝，這樣流體的溫度對放大器的影響較小。

8．傳感器在水平管道的倒裝
一般情況下不推薦用此安裝方法。此安裝方法不適用于測量一般氣體、過熱蒸汽?？捎糜跍y量飽和蒸汽，適用于測量高溫液體或需經(jīng)常清洗管道的情況。

9．傳感器在有保溫層管道上的安裝
測量高溫蒸汽時(shí)，保溫層最多不能超過支架高度的三分之一。

10．測壓點(diǎn)和測溫點(diǎn)的選擇
根據(jù)測量的需要，需在傳感器附近測量壓力和溫度時(shí)，測壓點(diǎn)應(yīng)在傳感器下游的3-5D處，測溫點(diǎn)應(yīng)在傳感器下游的6-8D處。

渦街流量計(jì)的正確接線

一般原則：在易受電噪聲干擾的場所，使用屏蔽電纜。屏蔽層應(yīng)可靠的接在放大器的接地螺絲上或在控制室接工作接地。在高溫或低溫環(huán)境中或者是現(xiàn)場空氣中含有油、溶劑或其他腐蝕性氣體時(shí)，要采用適合于這種特殊場合的的屏蔽電纜。
頻率信號輸出的接線
輸出頻率信號的流量計(jì)與其它設(shè)備之間采用三線制傳輸，供電電源為24VDC±10%(或12VDC)，輸出回路的最小負(fù)載電阻為10KΩ，電容為0.2UF。

4-20mA信號輸出的接線
輸出4-20mA信號的渦街流量計(jì)與其它設(shè)備之間采用二線制傳輸，供電電源為24VDC±10%，輸出回路的負(fù)載電阻為600Ω。(包括電纜線的電阻)

渦街流量計(jì)的結(jié)構(gòu)種類及外形尺寸數(shù)據(jù)表

渦街流量計(jì)的結(jié)構(gòu)組成
主要由轉(zhuǎn)換器(內(nèi)有放大板)、支架、旋渦發(fā)生器組件(內(nèi)有三角柱、探頭)和表體組成，如下圖所示：

安裝配套件有：凹*法蘭、長螺栓、螺母等，如下圖所示：

㈡JD-LUGB系列渦街流量計(jì)的外形尺寸

高溫蒸汽渦街流量計(jì)

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