涡街流量计
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涡街流量计是根据卡门(Karman)涡街原理研究生产的测量气体、蒸汽或液体的体积流量、标况的体积流量或质量流量的体积流量计。主要用于工业管道介质流体的流量测量,如气体、液体、蒸汽等多种介质。

涡街流量计具有较宽的可调范围,能够用于多种工艺介质流量的测量,如液体,气体和蒸汽都可测量。但是由于卡门漩涡需要在一定的速度条件下产生,因此涡街流量计具有较高的零点切除点。涡街流量计可测量的最小流量受到雷诺数、流体的流速和信噪比(频率干扰)的限制。

涡街流量计对流体振荡和机械振动很敏感。如果振动的频率进入流量计的测量频率范围,会产生系统性和随机性的错误。其特点是压力损失小,量程范围大,精度高,在测量工况体积流量时几乎不受流体密度、压力、温度、粘度等参数的影响。无可动机械零件,因此可靠性高,维护量小。仪表参数能长期稳定。涡街流量计采用压电应力式传感器,可靠性高,可在-20℃~+250℃的工作温度范围内工作。有模拟标准信号,也有数字脉冲信号输出,容易与计算机等数字系统配套使用,是一种比较先进、理想的测量仪器。

通常涡街流量计的选型应考虑如下因素:

1、雷诺数不能低于20000,在正常或非正常工艺条件下,雷诺数高于40 000更佳。在最小流量情况下应保证可靠的流量测量,这个最小流量值应遵从厂家的技术要求。选择流量计时,所选流量计的最小可测流量值应低于实际应用中的最小流量,以保证流量计的可靠测量。另外,选择流量计时应平衡流量计的可调范围和永久压损;

2、测量液体时注意防止产生气蚀现象,气蚀现象会导致测量信号的丢失以及对流量计和下游管道的损坏;

3、涡街流量计不应用于湿气体或湿蒸汽等两相流的流量测量;

4、涡街流量计不能用于特别黏的、蜡质或侵蚀性的介质;

5、通常为保证涡街流量计在最小流量工况下的可操作性(如开工时),流量计的口径通常较管道口径缩小1到2级(如管道直径为DN100,则选择的流量计口径应为DN80或DN50)。且如果这两个等级的流量计均能覆盖最大、最小流量,应选择较小口径的流量计。

涡街流量的安装应考虑如下几个因素:

1、上下游直管段的要求,一般为前15D后5D,特殊情况以厂家要求为准。上游管道或法兰过度(转换)处必须光滑并与管道平齐,不能有毛刺。由涡街流量计发展而来的漩涡流量计则需要较短的直管段;

2、一般的涡街流量计可用于横管或竖管的流量测量。如果安装于横管上,流量计应安装于管道的水平位置,以便于减少产生碎片和沉积物。测量横向管道的气体流量时,流量计不能安装在管道的最低点,以防止产生凝液,影响测量效果。测量竖管流体流量时,液体流向应为至下向上;

3、测量液体时,横管或竖管内的流体在正常工况下,应充满管道;

4、在非正常工况下能够凝结成液体的气体测量,应设置排液设施,以防开工过程中的液筋损坏漩涡发生体;

5、涡街流量应在管道冲洗和吹扫完毕后安装。

涡街流量计主要用于工业管道介质流体的流量测量,如气体、液体、蒸气等多种介质,是一种比较先进、理想的流量仪表。

涡街流量计测量蒸汽三种方式有:

1、带温压补偿涡街流量计。这是一种间接式涡街质量流量计 ,实际使用过程中通过温度和压力的测量间接测算出密度,再与涡街流量计计量出的体积数相乘,可以算出质量,这是目前使用最为广泛的形式。

2、升力式涡街流量计。直接测量介质的质量,理论依据是:介质的质量流量大小与漩涡的强度有一定的比例关系,计算出漩涡强度大小,就可以直接算出介质的质量。日本横河曾生产过这种流量计,但精度不太理想,市场使用率不高。

3、差压式涡街质量流量计。差压信号+涡街流量计=差压式涡街质量流量计。差压信号是发生体上、下游特定位置的两个取压孔间的压力差,两取压孔的轴线应与发生体的轴线处在同一平面内,取压孔的距离对差压值的大小和稳定性有明显影响。距离近,差压信号大,但稳定性差;距离远,则反之。

通过试验,选择合适的取压孔位置是很重要的,和升力式涡街质量流量计相比,这种仪表更简单,更容易实现。国内已有生产厂家投人开发,并取得发明专利,产品已在部分企业应用。

涡街流量计流量测量技术与仪表的应用大致有以下几个领域。

1、工业生产过程

流量仪表是过程自动化仪表与装置中的大类仪表之一,它被广泛适用于冶金、电力、煤炭、化工、石油、交通、建筑、轻纺、食品、医药 、农业、环境保护及人民日常生活等国民经济各个领域,是发展工农业生产,节约能源,改进产品质量,提高经济效益和管理水平的重要工具在国民经济中占有重要的地位。在过程自动化仪表与装置中,流量仪表有两大功用:作为过程自动化控制系统的检测仪表和测量物料数量的总量表。

2、能源计量

能源分为一次能源(煤炭、原油、煤层气、石油气和天然气)、二次能源(电力、焦炭、人工燃气、成品油、液化石油气、蒸汽)及载能工质(压缩空气、氧、氮、氢、水)等。能源计量是科学管理能源,实现节能降耗,提高经济效益的重要手段。流量仪表是能源计量仪表的重要组成部分,水、人工燃气、天然气、蒸汽和油品这些常用的能源都使用着数量极其庞大的流量计,它们是能源管理和经济核算不可缺少的工具。

3、环境保护工程

烟气,废液、污水等的排放严重污染大气和水资源,严重威胁人类生存环境,国家把可持续发展列为国策,环境保护将是21世纪的最大课题,空气和水的污染要得到控制,必须加强管理,而管理的基础是污染量的定量控制。

我国是以煤为主要能源的国家,全国有上百万个烟囱不停地向大气排放烟气。烟气排放控制是根治污染的重要项目,每个烟囱必须是安装烟气分析仪表和流量计,组成连椟排放监视系统。烟气的流量沆量有很大因难,它的难度为烟囱尺寸大且形状不规则,气体组分变化不定,流速范围大,脏污,灰尘,腐蚀,高温,无直管段等。

4、交通运输

有五种方式:铁路公路、航空、水运、和管道运输。其中管道运输虽早已有之,但应用并不普遍。随着环保问题的突出,管道运输的特点引起人们的重视。管道运输必须装备流量计,它是控制、分配和调度的眼睛,亦是安全监没和经济核算的必备工具。流量计对安装点上的上下游直管段一定的要求,否则会影响测量精度。

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