蒸汽流量計主要用于石油、化工、冶金、電力、供熱等行業(yè)和市政建設、環(huán)保工程封閉管道中各種液體、氣體和蒸汽的流量計量和檢測控制??奢敵雒}沖頻率信號或(4~20)mA標準電流信號,配以相應的工業(yè)自動化儀表,可顯示瞬時和累積流量,實現(xiàn)流量計量和自動控制等多種功能。具有量程寬、精度高、壓力損失小等特點,在測量工況體積流量時幾乎不受流體密度、壓力、溫度、粘度等物理參數(shù)的影響。儀表常數(shù)*穩(wěn)定,可靠性高,幾乎無須維修。
蒸汽流量計特點是壓力損失小、量程范圍大、精度高,在測量工況體積流量時幾乎不受流體密度、壓力、溫度,粘度等參數(shù)的影響,無可動機械零件,因此可靠性高,維護量小,儀表參數(shù)能*穩(wěn)定,蒸汽禍街流量計采用壓電應力式傳感器,可靠性高,可在一20C-+250C的工作溫度范圍內(nèi)工作,有模擬標準信號,也有數(shù)字脈沖信號輸出,容易與計算機等數(shù)字系統(tǒng)配套使用,是一種比較*、理想的流量儀表。
蒸汽流量計的工作原理:
蒸汽流量傳感器是根據(jù)卡門渦街原理研制成的一種流體振蕩型流量儀表。在流體中插入一個斷面為非流線型柱狀物體時,在柱體后部兩側(cè)會產(chǎn)生兩列交錯排列的旋渦。旋渦分離的頻率與流速成正比,與柱體的寬度成反比,可以用公式f=St×V/d表示。式中f:旋渦分離頻率,St:斯特勞哈爾數(shù)(無量綱),V:柱體側(cè)面的流速,d:柱體的迎流面寬度。斯特勞哈爾數(shù)St與雷諾數(shù)Re函數(shù)關(guān)系中的線性部分即是渦街流量計的線性測量范圍。檢測出旋渦的分離頻率f即可求得管內(nèi)流體的流速,再由流速求出瞬時體積流量。流過單位體積流體對應的脈沖數(shù)稱為儀表系數(shù)(K系數(shù),次/升)。流量Q與頻率f的關(guān)系為Q=f/K。式中Q:瞬時流量(升/秒),f:頻率(Hz),K:儀表系數(shù)(次/升)。
飽和蒸汽:液體在有限的密閉空間中蒸發(fā)時,液體分子通過液面進入上面空間,成為蒸汽分子,由于蒸汽分子處于紊亂的熱運動之中,它們相互碰撞,并和容器壁以及液面發(fā)生碰撞,在和液面碰撞時,有的分子則被液體分子所吸引,而重新返回液體中成為液體分子,開始蒸發(fā)時,進入空間的分子數(shù)目多于返回液體中分子的數(shù)目,隨著蒸發(fā)的繼續(xù)進行,空間蒸汽分子的密度不斷增大,因而返回液體中的分子數(shù)目也增多,當單位時間內(nèi)進入空間的分子數(shù)目與返回液體中的分子數(shù)目相等時,則蒸發(fā)與凝結(jié)處于動平衡狀態(tài),這時雖然蒸發(fā)和凝結(jié)仍在進行,但空間中蒸汽分子的密度不再增大,此時的狀態(tài)稱為飽和狀態(tài),在飽和狀態(tài)下的液體稱為飽和液體,其蒸汽稱為干飽和蒸汽。
過熱蒸汽:如果把飽和蒸汽繼續(xù)進行加熱,其溫度將會升高,并超過該壓力下的飽和溫度,這種超過飽和溫度的蒸汽就稱為過熱蒸汽,過熱蒸汽有其本身的應用領(lǐng)域,如:用在發(fā)電機組的透平,通過噴嘴至電機,推動電機轉(zhuǎn)動,但是過熱蒸汽很少用于工業(yè)制程的熱量傳遞過程,這是因為過熱蒸汽在冷凝釋放蒸發(fā)之前必須先冷卻到飽和溫度,很顯然,與飽和蒸汽的蒸發(fā)相比,過熱蒸汽冷卻到飽和溫度釋放的熱量是很小的,從而會降低工藝制程設備的性能。
蒸汽流量計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),但是作為流量計在物料平衡及能源計量中需檢測質(zhì)量流量,這時流量計的輸出信號應同時監(jiān)測體積流量和流體密度,流體物性和組分對流量計量還是有直接影響的,蒸汽禍街流量計便是依據(jù)卡門旋渦原理進行封閉管道流體流量測量的新型流量計,因其具有良好的介質(zhì)適應能力,無需溫度壓力補償即可直接測量蒸汽、空氣、氣體、水、液體的工況體積流量,配備溫度、壓力傳感器可測量標況體積流量和質(zhì)量流量,是節(jié)流式流量計的理想替代產(chǎn)品。
蒸汽流量計為提高蒸汽的耐高溫及抗振動性能,我公司近期新開發(fā)出了改進型渦街流量傳感器,因其*的結(jié)構(gòu)和選材使該傳感器可在高溫350 C.強振動<lg的惡劣工況下使用,在實際應用中,往往大流量遠低于儀表的上限值,隨著負荷的變化,小流量又往往會低于儀表的下限值,儀表并非工作在它的佳工作段,為了解決這一問題,通常選用較小口徑的儀表以利于儀表的測量,但是這種變徑方式必須在變徑管與儀表間有長度為15D以上的直管段進行整流,使加工、安裝都不方便,我公司研制的縱斷面形狀為圓弧的LGZ變徑整流器,具有整流、提高流速及改變流速分布多重作用,其結(jié)構(gòu)尺寸小,僅為工藝管內(nèi)徑的1/3,與渦街流量計作成一體,不僅不需要另外附加一段直管段,還可以降低對工藝管直管段的要求,安裝非常方便。蒸汽流量計為了使用方便,電池供電的就地顯示型蒸汽流量計采用微功耗*,采用銼電池供電可不間斷運行一年以上,節(jié)省了電纜和顯示儀表的采購安裝費用,可就地顯示瞬時流量、累積流量等,溫度補償一體型禍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,溫壓補償一體型帶有溫度、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,從而顯示氣體的標況體積流量。
蒸汽流量計輸出頻率信號的現(xiàn)場儀表接線:
輸出頻率信號的傳感器與其它設備之間采用三線制傳輸,所需電源為24V±10%,輸出回路的小負載電阻為10kΩ,大電容為0.22μF,屏蔽線的電阻小于50Ω。一般情況下連接線用三芯屏蔽線(RWP3×0.5mm),屏蔽層應可靠地接在放大器盒內(nèi)的接地螺絲上。在高溫或低溫環(huán)境中,要采用適合于現(xiàn)場溫度的屏蔽電纜線;當使用現(xiàn)場空氣中含有油、溶劑或其它腐蝕性氣體或液體時,應采用適合于這種現(xiàn)場的屏蔽電纜線。連線不能與電力線平行排在一起,至少間隔15cm,單獨穿行在金屬管中。連線要固定好,不能晃動。
輸出二線制(4~20)mA信號的現(xiàn)場儀表接線:
輸出二線制(4~20)mA信號的傳感器與其它設備之間采用二線制傳輸,所需電源為24V±10%,輸出回路的大負載電阻為600Ω(包括電纜線的電阻)。一般情況下連接線用600V PVC絕緣電線或電纜;在易受電噪聲干擾的現(xiàn)場需使用二芯屏蔽線(RWP2×0.5mm),屏蔽層應可靠地接在放大器盒內(nèi)的接地螺絲上。
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