一、產(chǎn)品概述:
智能渦街流量計是根據(jù)卡門渦街理論,利用了流體的自然振動原理,以壓電晶體或差動電容作為檢測部件而支撐的一種速度式流量儀表。本產(chǎn)品采用*的差動技術(shù),配合隔離、屏蔽、濾波等措施,克服了同類產(chǎn)品抗震性差、噪聲大、小信號數(shù)據(jù)紊亂等問題,并采用了*的檢測探頭封裝新技術(shù)和防護(hù)措施,保證了產(chǎn)品的可靠性。
產(chǎn)品有基本型、差壓型、溫壓補(bǔ)償一體型三種測量方式,基本型測量單一工況流量信號,差壓補(bǔ)償型直接測量質(zhì)量流量,溫壓補(bǔ)償一體型可同時測量溫度、壓力、流量信號,經(jīng)補(bǔ)償后輸出標(biāo)況體積流量或質(zhì)量流量。產(chǎn)品有管道式和插入式兩種結(jié)構(gòu)形式,可現(xiàn)場顯示,也可遠(yuǎn)距離傳輸,每種型式都有高溫、高壓、防腐、防爆等規(guī)格,又有整體和分體結(jié)構(gòu),以適應(yīng)不同的測量介質(zhì)和安裝環(huán)境。
智能渦街流量計具有量程比寬、精度高,安裝維護(hù)方便和介質(zhì)適應(yīng)性廣等一系列優(yōu)點(diǎn)??蓮V泛應(yīng)用于石油、化工、冶金、機(jī)械、食品、造紙、醫(yī)藥、以及城市管道供熱、煤氣等行業(yè)的各種低粘度液體、其他、蒸汽等單相流體的工藝計量和節(jié)能管理。
二、工作原理:
智能渦街流量計的測量原理是由設(shè)計在流場中的旋渦發(fā)生體、檢測探頭及相應(yīng)的電子線路等組成。當(dāng)流體流經(jīng)旋渦發(fā)生體時,它的兩側(cè)就形成了交替變化的兩排旋渦,這種旋渦被稱為卡門渦街。在卡門渦街理論的基礎(chǔ)上又提出了卡門渦街的頻率與流體的流速成正比,并給出了頻率與流速的關(guān)系式:f = St × V/d 式中:
f 渦街發(fā)生頻率 (Hz)
V 旋渦發(fā)生體兩側(cè)的平均流速(m/s )
St 斯特羅哈爾系數(shù)(常數(shù))
這些交替變化的旋渦就形成了一系列交替變化的負(fù)壓力,該壓力作用在檢測探頭上,便產(chǎn)生一系列交變電信號,經(jīng)過前置放大器轉(zhuǎn)換、整形、放大處理后,輸出與旋渦同步成正比的脈沖頻率信號(或標(biāo)準(zhǔn)信號)。
三、使用選擇及應(yīng)用:
1、為了使用方便,電池供電型采用微功耗*,采用鋰電池供電可不間斷運(yùn)行一年以上,節(jié)省了電纜和顯示儀表的采購安裝費(fèi)用,可就地顯示瞬時流量、累積流量等。
2、溫度補(bǔ)償一體型渦街流量計還帶有溫度傳感器,可以直接測量出飽和蒸汽的溫度并計算出壓力,從而顯示飽和蒸汽的質(zhì)量流量。
3、溫壓補(bǔ)償一體型帶有溫度、壓力傳感器,用于氣體流量測量可直接測量出氣體介質(zhì)的溫度和壓力,從而顯示氣體的標(biāo)況體積流量。
4、廣泛應(yīng)用于石油、化工、冶金、機(jī)械、造紙,以及城市管道供熱、供水、煤氣等行業(yè)的各種低黏度液體、氣體、蒸汽等單相流體的工藝計量和節(jié)能管理。
四、主要特點(diǎn):
1、可在很寬的流量范圍內(nèi)準(zhǔn)確測量氣體、液體和蒸汽的流量而不受流體物理性質(zhì)的影響;
2、不受溫度、壓力的影響,同時不易堵,不易卡,不易結(jié)垢,耐高溫,高壓;
3、anquan防爆,適用于惡劣環(huán)境;
4、無可動部件、無孔洞縫隙設(shè)計,產(chǎn)品無磨損、耐臟污,無須機(jī)械維修,使用壽命長;
5、采用微功耗*,電池供電的現(xiàn)場顯示型流量計,可不斷電運(yùn)行兩年以上;
6、溫壓補(bǔ)償一體化設(shè)計;
7、電流輸出均為電隔離型,具有良好的共模干擾抑制能力;
8、同時顯示流量值與累計流量值,不必輪流切換;
9、采用抗振動探頭,有效消除外界振動影響;
10、采用分體式信號轉(zhuǎn)換器,電纜zui長100米;
11、量程比寬達(dá)20:1;
12、儀表整體結(jié)構(gòu)設(shè)計合理,動態(tài)測量范圍寬,壓力損失??;
13、表體采用不銹鋼材質(zhì),可適用于腐蝕性介質(zhì)的測量;
14、現(xiàn)場液晶顯示,脈沖、4~20mA輸出或485通迅,可與工業(yè)自動化系統(tǒng)連接。
五、技術(shù)參數(shù):
1、測量介質(zhì): 氣體、液體、蒸氣;
2、連接方式:法蘭卡裝式、法蘭式、插入式;
3、口徑規(guī)格 法蘭卡裝式口徑選擇 25,32,50,80,100;
4、法蘭連接式口徑選擇 100,150,200;
5、流量測量范圍 正常測量流速范圍 雷諾數(shù)1.5×104~4×106;氣體5~50m/s; 液體0.5~7m/s;
6、測量精度 1.0級 1.5級;
7、被測介質(zhì)溫度:常溫–25℃~100℃,高溫–25℃~150℃ -25℃~250℃;
8、輸出信號 脈沖電壓輸出信號 高電平8~10V 低電平0.7~1.3V;
9、脈沖占空比約50%,傳輸距離為100m;
10、脈沖電流遠(yuǎn)傳信號 4~20 mA,傳輸距離為1000m;
11、儀表使用環(huán)境 溫度:-25℃~+55℃ 濕度:5~90% RH50℃;
12、材質(zhì) 不銹鋼, 鋁合金;
13、電源 DC24V或鋰電池3.6V;
14、防爆等級 本安型iaIIbT3-T6,防護(hù)等級 IP65。
六、外形尺寸:
DN | A | B | C | D |
15 | 90 | Φ57 | 383 | 45 |
20 | 100 | Φ57 | 388 | 50 |
25 | 100 | Φ57 | 394 | 50 |
32 | 100 | Φ65 | 396 | 50 |
40 | 100 | Φ75 | 401 | 50 |
50 | 110 | Φ87 | 407 | 55 |
65 | 110 | Φ109 | 418 | 55 |
80 | 110 | Φ120 | 423 | 55 |
100 | 120 | Φ149 | 447 | 60 |
125 | 125 | Φ175 | 474 | 65 |
150 | 145 | Φ203 | 501 | 75 |
200 | 170 | Φ259 | 556 | 100 |
250 | 190 | Φ312 | 608 | 120 |
300 | 210 | Φ363 | 660 | 140 |
350 | 230 | Φ409 | 709 | 160 |
400 | 250 | Φ460 | 756 | 180 |
450 | 275 | Φ520 | 814 | 205 |
500 | 290 | Φ575 | 869 | 225 |
七、對管道要求:
1、對直管段的要求:
為了確保儀表正常、準(zhǔn)確運(yùn)行,傳感器安裝點(diǎn)的上下游須***有一定的直管道,以調(diào)整流場,如圖所示。
圖1:同心縮管;
圖2:同心擴(kuò)管;
圖3:一個90度彎頭;
圖4:同一平面兩個90度彎頭;
圖5:不同平面兩個90度彎頭;
圖6 :調(diào)節(jié)閥應(yīng)安裝在傳感器下游5D以 遠(yuǎn)處,若須***安裝在傳感器上游, 則傳感器上游應(yīng)有不小于50D的 等徑直管段,下游應(yīng)有不小于5D 的等徑直管段。
2、對管道的要求:
a、上、下游配管內(nèi)徑D和與傳感器內(nèi)徑DN相同,其差異滿足下述條件:0.95DN≤D≤1.1DN。
b、配管應(yīng)與傳感器同心,同軸度應(yīng)小于0.05DN。
c、密封墊不能凸入管道內(nèi),其內(nèi)徑可比傳感器內(nèi)徑略大。
d、如需斷流檢查與清洗傳感器,應(yīng)設(shè)置旁通管道,如下圖所示。
3、對管道振動的要求:
傳感器盡量避免安裝在振動較強(qiáng)的管道上,若不得已要安裝時,須***采取減震措施,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。
特別注意:在空壓機(jī)出口處振動較強(qiáng),不能安裝傳感器,應(yīng)安裝在儲氣罐之后。
4、對氣流條件的要求:
a、被測氣體應(yīng)為單相的、連續(xù)地流經(jīng)管道的圓管流。
b、氣體流經(jīng)流量計之前,其流速須***與管道軸線平行,不得有旋渦流。
c、氣流應(yīng)是亞音速、非脈動的,其流量隨時間變化比較緩慢。
5、對流量計的安裝要求:
渦街流量計對工藝安裝及使用環(huán)境沒有太多的特殊要求,但任何一類流量測量儀表都有這樣一種共性,即盡可能避免振動及高溫環(huán)境隨離流態(tài)干擾元件(如壓縮機(jī)、分離器、調(diào)壓閥、大小頭及匯管、彎頭等)、保持儀表前后直管段內(nèi)壁光滑平直、保證被測介質(zhì)為潔凈的單相流體等。
八、調(diào)試使用期間需要注意的問題:
1、流量計現(xiàn)場安裝、維護(hù)須***遵守“有防爆性氣體時勿開蓋"的警告語,并在開蓋前關(guān)掉外電源。
2、渦街流量計在室外使用時,建議加配防護(hù)罩。
3、不得隨意松開流量計固定部分。壓力傳感器的保護(hù)。用戶在使用流量計時,應(yīng)注意流量計的壓力過載值為壓力傳感器額定工作壓力的1.5倍(即介質(zhì)zui高壓力的1.5倍)。選型應(yīng)在規(guī)定的流量范圍內(nèi),防止超速運(yùn)行,以獲得理想的準(zhǔn)確度和保證正常使用壽命。(由于試壓、吹掃管道或排氣造成超速運(yùn)轉(zhuǎn),以及渦輪在反向流中運(yùn)轉(zhuǎn)都可能導(dǎo)致流量計損壞)
4、渦街流量計投入運(yùn)行時應(yīng)緩慢開啟閥門,防止瞬間氣流沖擊而損壞渦輪。加潤滑油應(yīng)按告示牌操作,加油的次數(shù)依氣質(zhì)潔凈程度而定,通常每年2~3次。
5、渦街流量計運(yùn)行時不允許打開后蓋或更動內(nèi)部有關(guān)參數(shù),否則將影響流量計的正常運(yùn)行。
九、安裝使用中應(yīng)注意的事項(xiàng):
無機(jī)械可動部件,體積小,耐腐蝕,性能穩(wěn)定,可直接顯示介質(zhì)的工作壓力、溫度、流量以及標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的氣量,量程范圍寬,計量誤差小等優(yōu)點(diǎn),現(xiàn)已廣泛用于油氣井的生產(chǎn)計量和天然氣的銷售計量中。在多年來的現(xiàn)場應(yīng)用中,我們認(rèn)為該流量計適合于較為干凈的干氣計量,漸成為中小用氣體計量儀表。要保證流量計計量準(zhǔn)確,減少計量誤差,請注意:
1、選型合理
勿使實(shí)際zui小流量QVmin低于所選通徑流量計流量范圍下限。
2、安裝正確
渦街流量計上游的應(yīng)有至少10D長度的計量直管段。直管段內(nèi)壁應(yīng)光滑、更不能有臺階,磨平連接法蘭的焊縫,法蘭墊片不能突入管道內(nèi)。更不能把流量計的安裝方向裝反了。試驗(yàn)證明:一切不合理的安裝,都將導(dǎo)致流量計計量值偏低。
3、遠(yuǎn)離震蕩源,或在流量計上、下游安裝支墩,以避免管線震動的影響。避免強(qiáng)磁場對流量計芯片的干擾。
4、氣質(zhì)相對干凈
尤其不能出現(xiàn)液氣兩相流,氣質(zhì)較臟時,應(yīng)即時清洗流量計。
5、減少氣流脈動的影響
可在流量計前安裝緩沖罐,或者加長流量計上游的計量直管段長度。
6、及時對流量計進(jìn)行計量檢定,確保量值準(zhǔn)確可靠。
十、安裝條件:
1、傳感器可安裝在室內(nèi),也可安裝在室外。環(huán)境條件要符合要求。
2、傳感器應(yīng)安裝在水平、垂直或傾斜(流體的流向自下而上)的與其公稱通徑相應(yīng)的管道上。
3、傳感器應(yīng)避免安裝在有機(jī)械振動的管道上。當(dāng)振動不可避免時,應(yīng)考慮在距傳感器前后約2DN處的直管段上加固定支撐架。
4、傳感器應(yīng)避免安裝在有較強(qiáng)電磁場干擾、有熱輻射、有腐蝕性氣體、空間小和維修不方便的場所。
5、被測介質(zhì)含有較多雜質(zhì)時,應(yīng)在傳感器上游直管段要求的長度以外加裝過濾器。
6、傳感器的上、下游應(yīng)配置一定長度的直管段,直管段的內(nèi)壁應(yīng)清潔、光滑,無明顯凸凹、積垢和起皮等現(xiàn)象。安裝液體傳感器的附近管道內(nèi),應(yīng)充滿被測液體。
7、直管段內(nèi)徑盡可能與傳感器通徑一致,若不能一致,應(yīng)采用比傳感器通徑略大的管徑,誤差要≤3%并不超過5mm。
十一、安裝要求:
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?,避開強(qiáng)烈震動場所和強(qiáng)腐蝕 環(huán)境等,同時要考慮安裝維修方便。
2、上下游須***有足夠的直管段。
若傳感器安裝點(diǎn)的上游在同一平面上有二個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。
4、管道采取減振動措施。
傳感器盡量避免安裝在振動較強(qiáng)的管道上,特別是橫向振動。若不得已要安裝時,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。
5、在水平管道上安裝是流量傳感器zui常用的安裝方式。
測量氣體流量時,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,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,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,液體流向應(yīng)由下向上:這樣不會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,保溫層zui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,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。
十二、現(xiàn)場需求:
1、低維護(hù)量-市場上大多數(shù)的渦街流量計是采用取壓孔或插入式檢測元件感應(yīng)漩渦,一旦介質(zhì)中雜質(zhì)嵌入取壓孔或感應(yīng)元件與表體間的縫隙,則造成信號變?nèi)趸虿环€(wěn)定。良好的設(shè)計應(yīng)該是沒有容易堵塞的部分,從而降低維護(hù)量。
2、感應(yīng)元件在線更換-某些廠家的感應(yīng)元件與渦街發(fā)生體合二為一,看似簡單的設(shè)計卻給實(shí)際使用帶來不便。因?yàn)橐坏└袘?yīng)部分失效,則需要將管道內(nèi)介質(zhì)排空泄壓后更換部件,影響生產(chǎn)。完善的設(shè)計應(yīng)該是將二者分開,這樣就可以單獨(dú)更換感應(yīng)部分,而無需將介質(zhì)排空。
3、容易受到振動的干擾,設(shè)計精良的渦街流量計可以通過硬件和數(shù)字信號處理將干擾排除,從而得到穩(wěn)定的信號。
4、安裝的一個麻煩事前后需要很長的直管段,有些廠家可以提供在流量計內(nèi)部縮徑的設(shè)計,大大降低了用戶專門維渦街流量計配備直管段的需求。
十三、注意事項(xiàng):
1、專用法蘭與直管段焊接時不能帶著傳感器焊接。
2、安裝時應(yīng)使傳感器的流向標(biāo)志與管道內(nèi)流體流向一致。
3、傳感器安裝前,法蘭凹槽內(nèi)須***放好密封圈。壓力和溫度測量點(diǎn)的位置,取壓點(diǎn)在傳感器下游3~5DN處,測溫點(diǎn)在下游5~8DN處。
4、測量高溫介質(zhì)時,切勿用隔熱材料把傳感器連接桿周圍包起來。
5、連接傳感器的屏蔽電纜走向,應(yīng)盡可能遠(yuǎn)離強(qiáng)電磁場的干擾場合。******不允許與高壓電纜一起敷設(shè),屏蔽電纜要盡量縮短,并且不得盤卷,以減少分布電感,長度不應(yīng)超過200米。
6、安裝傳感器前,管道須***進(jìn)行清洗。沖掉管內(nèi)的雜質(zhì),避免通流后堵塞傳感器。測量液體的管道須***充滿被測液體,防止氣泡的干擾。
測量氣體的管道為防止儲積液的干擾。高溫高壓下更換探頭體時,須***anquan操作,做好高溫防護(hù)。降溫降壓后在anquan條件下方可更換探頭。
十四、安裝的規(guī)范管理:
渦街流量計規(guī)范安裝,給使用部門在后續(xù)管理提供有力的技術(shù)保障,對施工單位提出以下幾點(diǎn)具體要求,通過多年的驗(yàn)證效果很好。
1、帶4~20mA輸出,脈沖輸出。
2、GPRS遠(yuǎn)傳設(shè)備需帶脈沖輸入,4~20mA輸入。
3、具有電源防雷和信號防雷(4~20mA)。
4、儀表柜要求為:柜內(nèi)帶UPS電源、配空開及插座、將GPRS通訊裝置、智能渦街流量計轉(zhuǎn)換器等集中安裝并帶鎖。
5、儀表柜的平穩(wěn)需水泥墩底座、儀表柜防護(hù)等級適用戶外、柜頂具有隔熱層防止陽光直射、柜具有防潑水功能。
6、表井內(nèi)需有一側(cè)留有足夠的直管段,便于智能渦街流量計檢測、比對和后續(xù)管理。
7、設(shè)計智能渦街流量計時前端須留有至少10倍公稱通經(jīng)(10DN)的直管段,后端須留有大于5DN的直管段,確保計量準(zhǔn)確。
8、應(yīng)嚴(yán)格按說明書安裝,安裝完畢后需測量接地,接地電阻值應(yīng)在10Ω以下。等電位連接線使用多股銅束導(dǎo)線,線纜需大于等于16mm2;儀表接地線使用多股銅束導(dǎo)線,線纜要求大于等于6mm2。接地標(biāo)準(zhǔn)詳見GB50343-2009《建筑物電子信息系統(tǒng)防雷技術(shù)規(guī)范》。
十五、選型要點(diǎn):
正確選型才能保證渦街流量計更好的使用。選用什么種類的渦街流量計應(yīng)根據(jù)被測流體介質(zhì)的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)來決定。使渦街流量計的通徑、流量范圍、襯里材料、電極材料和輸出電流等,都能適應(yīng)被測流體的性質(zhì)和流量測量的要求。
1、精密功能檢查
精度等級和功能根據(jù)測量要求和使用場合選擇儀表精 度等級,做到經(jīng)濟(jì)合算。比如用于貿(mào)易結(jié)算、產(chǎn)品交接和能源計量的場合,應(yīng)該選擇精度等級高些,如1.0級、0.5級,或者更高等級; 用于過程控制的場合,根據(jù)控制要求選擇不 同精度等級;有些僅僅是檢測一下過程流量,無需做準(zhǔn)確控制和計量的場合,可以選擇精度等級稍低的,如1.5級、2.5級,甚至 4.0級,這時可以選用價格低廉的插入式渦街流量計。
2、可測量的介質(zhì)
測量介質(zhì)流速、儀表量程與口徑 測量一般的介質(zhì)時,渦街流量計的滿度流量可以在測量介質(zhì)流速0.5—12m/s范圍內(nèi)選用,范圍比較寬。選擇儀表規(guī)格(口徑)不一 定與工藝管道相同,應(yīng)視測量流量范圍是否 在流速范圍內(nèi)確定,即當(dāng)管道流速偏低,不能滿足流量儀表要求時或者在此流速下測量準(zhǔn) 確度不能保證時,需要縮小儀表口徑,從而提 高管內(nèi)流速,得到滿意測量結(jié)果。
3、渦街流量變送器的選擇
在飽和蒸汽測量中采用VA型壓電式渦街流量變送器,由于渦街流量計量程范圍寬,因此,在實(shí)際應(yīng)用中,一般主要考慮測量飽和蒸汽的流量不得低于渦街流量計的下限,也就是說須***滿足流體流速不得低于5m/s。根據(jù)用汽量的大小選用不同口徑的渦街流量變送器,而不能以現(xiàn)有的工藝管道口徑來選擇變送器口徑。
4、壓力補(bǔ)償壓力變送器的選擇
由于飽和蒸汽管路長,壓力波動較大,須***采用壓力補(bǔ)償,考慮到壓力、溫度及密度的對應(yīng)關(guān)系,測量中只采用壓力補(bǔ)償即可,由于管道飽和蒸汽壓力在0.3-0.7MPa范圍,壓力變送器的量程選擇1MPa即可。
5、顯示儀表選擇
顯示儀表智能流量顯示儀,具有穩(wěn)壓補(bǔ)償、瞬時流量顯示和累積流量積算功能。