印染厂蒸汽计量表-江苏天罡仪表有限公司

蒸汽计量表原理：

涡街流量计是根据“卡门涡街”原理研制成的流体振荡式流量测量仪表。在一定雷诺数范围内旋涡的分离频率与旋涡发生体的几何尺寸、管道的几何尺寸有关，旋涡的频率正比于流量，其结构原理如图1所示。

涡街流量计所测量的是旋涡发生体两侧的平均速度u1，而反映被测流量的是管道中的平均流速u，它们之间的关系式为

式中：f为旋涡频率，Hz；Sr为斯特劳哈尔数；u1为发生体两侧的平均流速，m/s；d为发生体迎流面的宽度，m；u为被测介质来流的平均流速，m/s；m为旋涡发生体两侧弓形面积与管道横截面面积之比，不可压缩流体中，由于流体密度ρ不变，由连续性方程可得到m=u/u1。

由此可得体积流量为

  式中K为涡街流量计的仪表系数，1/m3。

  从式（3）可见，涡街流量计的仪表系数仅与其机械结构和斯特劳哈尔数相关，与来流流量无关。而K又表征着涡街流量计的计量特性，在下文中，重点分析在各种不同流体介质条件下K的变化规律。

2、理论分析与计算：

蒸汽对涡街流量计计量特性的影响主要有如下3个因素：首先从式（3）中可以看出，影响K值大小的因素主要有机械结构尺寸D、m、d和斯特劳哈尔数Sr4个变量．从涡街流量计基本原理上分析，在不同流体介质条件下，机械结构尺寸的变化主要是由于温度的变化带来的热胀冷缩引起，其次不同流体可压缩性的差异也会导致仪表系数的偏差。此外Sr受雷诺数的影响，而雷诺数又受黏度的影响，流体的不同带来黏度的不同，根据相关的研究黏度对涡街流量计仪表系数的影响可以忽略。下文主要分析前2个因素对蒸汽流量计的影响。

2.1、温度的影响：

对图1所示发生体，得到m的计算公式为

对流体流通面积而言，可以把旋涡发生体看作为矩形（宽为d，长为D，见图1），面积比为

将式（5）带入式（3）中得

相关的研究表明，当涡街流量计发生体为图1所示形状时，在d/D＝0.28时，产生的旋涡强度和旋涡的稳定性，故取d/D＝0.28代入式（6）中得

由金属材料的线性膨胀公式得

Dt=D20[1+α（t−20）] （8）

式中：Dt为壳体温度为t的直径；D20为20℃时壳体的直径；α为材料线性膨胀系数。

将式（8）带入式（7）中得到由于温度变化而引起的仪表系数的变化为

发生体和壳体为不锈钢材质（1Crl8Ni9Ti），在20～300℃时线性膨胀系数α为16.6×10-6，将α和不同温度下的Kt带入式（9）中得到数据如表1所示。

在表1中，Kt/K20表示温度为t和20℃时仪表系数之比，表示温度为t时仪表系数的相对变化量，即由于蒸汽温度的不同所引入的计量偏差，由此计算分析可以看出温度对机械结构尺寸的变化引起对仪表系数K的影响，随着温度的升高，造成的计量偏差也越来越大。

目前市场上测量蒸汽流量计有一体式蒸汽流量计，和分体式蒸汽流量计，一体式蒸汽流量计是不需要接线的，那么分体式现场安装设计到接线要求，下面我们首先介绍一下分体式蒸汽流量计的性能工作原理和接线要求：

蒸汽流量计一般都是三线制脉冲输出，我们用蒸汽流量计24V+接AK-2100的流量积算仪的19号端子，用蒸汽流量计24V-接AK-2100的流量积算仪的3号端子，蒸汽流量计脉冲输出端子接AK-2100的流量积算仪的2号端子，然后3和20号端子串联。

上列图片是压力传感器接线示意图，压力变送器的24V+接AK-2100的流量积算仪6号端子，压力变送器24V-接AK-2100的流量积算仪19号端子，AK-2100的流量积算仪7和20号端子串联。

这个图片接线示意图是温度传感器的接线示意图，一般温度传感器是三线制，其中温度传感器红色端子接2100的流量积算仪10号端子，温度传感器剩余2个白色端子接-2100的流量积算仪10和11号端子即可。

蒸汽流量计的安装要求与注意事项：

1．对的要求
Ÿ  流量计装在室内，必须安装在室外时应有防潮和防晒措施。                 
Ÿ  流量计应避免安装在有强电磁场干扰、空间小和维修不方便的场合。
Ÿ  流量计应避免安装在温度较高、受设备热辐射或含有腐蚀性气体的场所，若必须安装
时,须有隔热通风措施。
2．对直管段的要求
为了保证准确的测量，流量计的上游必须有足够长的直管段，上游流动分布尽可能不受干扰，如果有控制和节流装置装在下游。直管段长度用管道内径D的倍数来表示，上下游小的直管段要求如下：
Ÿ 上游：10D （10倍口径）
Ÿ 下游：5D  （5倍口径）
如果流量计的上游有弯头、缩径、扩径、等情形，则需要更长的直管段，具体情况（如图6所示）。
0.98D ≤ DN ≤1.05D

式中：D为流量计的内径
          DN 配管内径
配管应与流量计同心,同轴偏差应不大于0.05 DN。
4．对管道振动的处理
流量计应避免安装在有机械振动的管道上，若不得已要安装时，必须采取减振措施，可加装软管过渡，或者在流量计上下游2D处加装管道固定支撑点并加防震垫。
5．流量计的安装
Ÿ  按开口尺寸的要求在管道上开口，且使开口的位置满足直管段的要求。
Ÿ  将连接上法兰的整套流量计放入开好口的管道中。
Ÿ  对法兰与管道进行点焊定位。
Ÿ  将流量计取下，把法兰按要求焊接好，并清理管道内所有凸出部分。
Ÿ  在法兰的内槽内装上与管道通径相同的密封垫圈，将流量计装入法兰中，流量计的流向标应与流体方向相同，然后用螺栓紧固好。
6．铂电阻和压力变送器的安装
Ÿ  如果被测介质需要进行温度压力补偿时（如蒸汽、压缩空气），则需要加装PT100铂电阻和压力变送器。
Ÿ  PT100铂电阻应安装在流量计下游4~8D处（如图7所示），在选好的位置上开一个25mm圆孔，把铂电阻底座垂直或倾斜焊在开好的圆孔上，把铂电阻装在底座上并确保密封可靠无泄露。
Ÿ  压力变送器应安装在流量计下游3~5D处（如图7所示），开孔的位置应使弯管装好后垂直地面。在选好的位置上开一个20mm圆孔，把弯管的一头垂直焊在开好的圆孔上，把配套阀门拧在弯管的另一头上，阀门的上端装上压力变送器，阀门的两端应密封可靠确保无泄露。如果测量高温介质应提前把弯管灌上水，防止因温度过高损伤压力变送器。
7．注意事项
Ÿ  法兰与管道点焊定位后应卸下流量计，不能带着流量计焊接。
Ÿ  涡街流量计可以测量液体、气体和蒸汽，但不同介质之间不通用；同种介质又分为低温、高温和特高温三种规格，不同温度之间也不通用。
Ÿ  当测量液体时必须保证管道内充满液体，因此介质流向应是自下而上的。
Ÿ  流量计可以在沿管道轴线垂直方向上360度任意安装。安装方式：低温介质表杆垂直地面安装；高温介质表杆平行地面安装。
Ÿ  流量计应尽量避免安装在架空较长的管道上，由于管道的下垂容易造成流量计与法兰间的密封泄漏。若必须安装时，须在流量计的上下游2D处分别设置管道支撑点。
Ÿ  在测量蒸汽的管道中，为了防止转换器温度过高，仪表连接杆至少一半不要保温。
Ÿ  为了方便观察和接线，流量计的表头在原有的位置上可进行360度旋转，在调整好位置后，把锁紧螺母拧紧即可。为了防止水汽从锁紧螺母处进入壳体，必要时须用防水把琐紧螺母缠绕密封好。
Ÿ  连接流量计的屏蔽走向，应远离强有电磁场干扰的场合，不允许与高压电缆一起敷设。屏蔽线应尽量缩短，且不得盘卷，以减少分布电感，大长度不超过500米。
Ÿ  接线时先拧开表壳后盖，将信号线从防水接头送入。按照接线图示正确接线。将防水接头拧紧，并保证线缆在进入防水接头之前必须向下压弯，以确保水不会顺着线缆进入壳体内

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