LUGB智能型渦街流量計選型資料

LUGB 智能渦街流量計的概述
    渦街流量計也稱旋渦流量計是用途極其廣泛的一種流量計量儀表，幾乎可以用在所有氣體、液體和蒸汽的流量計量、測量和控制。

    應力式渦街流量計是速度式流量計的一種，它以卡門渦街理論為基礎，采用壓電晶體檢測流體通過管道內三角柱時所產生的旋渦頻率，從而測量出流體的流量。渦街流量計廣泛應用于石油、化工、輕工、動力供熱等行業。

   渦街流量計具有以下特點：
    1、測量精度高，量程寬；
    2、測量介質廣泛，可測量液體、氣體和蒸汽；
    3、工作溫度高，介質溫度可達350℃；
    4、無運動部件，無磨損，可靠性高；
    5、表體采用不銹鋼材料，美觀、耐腐蝕。

二. 智能渦街流量計的測量原理
    當管道中流體介質通過旋渦發生體三角柱時，由于局部流速加速而產生旋渦現象，此旋渦分成兩列交替地出現，這種旋渦列被稱為卡門渦街。

    卡門渦街的釋放頻率與三角柱寬度尺寸和流體的流動速度有關，而與介質的溫度、壓力等特性參數無關。可用下式表示:                                 

                                   f=StV/d---------------1

     式中:                         f-卡門渦街的釋放頻率
                                   St-斯特羅哈爾數
                                   V-介質流速
                                   d-三角柱的寬度

    斯特羅哈爾數是渦街流量計的重要參數，它只與介質的雷諾數Re有關。只要管道內介質的雷諾數保持在2×10⁴至7×10⁶范圍內，斯特羅哈爾數St便保持為一個常數，這樣，便可通過測量旋渦頻率信號檢測出流體介質的流速，再通過介質的流速計算出介質的流量。

三.智能渦街流量計的技術參數

◆ 公稱口徑：DN15～DN500；

◆ 適用范圍：氣體：空氣、二氧化碳、氧氣、氮氣、煤氣、天燃氣、沼氣和其他各種化學氣體等；
             液體：水、高溫水、油、食品液、化學液等；
             蒸汽：飽和蒸汽、過熱蒸汽；

◆ 可測介質溫度：防爆介質:-40℃～100℃；低溫介質:-40℃～100℃；
                 中溫介質:-40℃～280℃；高溫介質:-40℃～350℃；

◆ 公稱壓力：低壓：1.6MPa 、≤2.5MPa ；中壓：≤4MPa 、≤6.3MPa；
             高壓：≤11MPa 、≤15MPa 、≤26MPa 、≤42MPa；

◆ 精度等級：測量液體：1級（0.5級可協議訂貨）；測量氣體： 1.5級（1級可協議訂貨）；

             測量蒸汽： 1.5級（1級可協議訂貨）；

◆ 流速范圍：液體：0.3～8m/s，氣體：3～65m/s，蒸汽：3～70m/s；

◆ 測量范圍：見表一、表二、表三；

◆ 輸出信號：電壓脈沖：低電平≤1V，高電平 ≥6V；標準電流：4～20mA；

◆ 供電電源：電壓脈沖輸出：+12VDC/+24VDC；4～20mA標準電流輸出：+24VDC；

             現場液晶顯示：3.6V 1號1節鋰電池供電，使用壽命大于2年；

◆ 環境溫度：-30℃～+55℃；

◆ 表體材料：304，其他材質可協議供貨；

◆ 防護等級：IP65、IP67；

◆ 防爆等級：ExiaⅡCT4；

◆ 防爆合格證號：CE062108，CE062124 ；

四. 智能渦街流量計的選型指南

1.確定傳感器的結構
    A、連接方式：法蘭卡裝式（表體不帶法蘭）或法蘭連接式（表體本身帶法蘭）。一般建議選用法蘭卡裝式，因為其結構緊湊，價格低，而且供貨周期短。
    B、結構類型：一體型結構和分體型結構。一般采用一體型結構，只有在特殊場合下采用分體型結構（如：介質溫度高時、環境溫度或濕度高時、帶現場顯示為讀數方便時）。
    C、顯示方法：無現場顯示、帶現場顯示和只帶現場顯示。現場顯示是指在表頭上裝有液晶顯示電路，可顯示累積流量、瞬時流量等參數。
    D、信號輸出方式：脈沖信號輸出和4～20mA標準電流信號輸出。一般情況下建議采用脈沖信號輸出，因為脈沖信號直接與旋渦脫落頻率相對應，不需轉換，具有Z高的累計精度；同時，脈沖信號傳輸效果較好。標準電流信號輸出一般用于與終端或控制系統組成流量測量系統。
    E、防爆形式：非防爆型和本安防爆型。如果被測介質是易燃易爆物質或測量環境存在易燃易爆物質，應選用防爆型。

2.確定渦街流量計的配置
    A、密度補償：在測量蒸汽的質量流量時，由于其密度隨著溫度和壓力的變化而變化，所以要隨時對蒸汽的密度進行補償，這時要用鉑熱電阻和壓力變送器與渦街流量傳感器共同組成質量流量測量系統。如果是測量飽和蒸汽，要用鉑熱電阻或壓力變送器組成質量流量測量系統；如果是測量過熱蒸汽，要用鉑熱電阻和壓力變送器共同組成質量流量測量系統；無論是測量飽和蒸汽還是過熱蒸汽，如果溫度和壓力比較穩定，為降低設備成本，也可以根據工況狀態，用設定固定值的辦法補償密度；其他介質可根據實際情況組成質量流量測量系統。
    B、智能流量積算儀的選擇：只要求顯示參數，可選擇數碼管顯示或液晶顯示的智能流量積算儀；需要追溯歷史數據，帶有記憶功能，則應選用智能流量積算無紙記錄儀；測量飽和蒸汽，應選擇帶溫度自動補償密度或壓力自動補償密度的流量積算儀；測量過熱蒸汽，應選擇帶溫度和壓力同時補償密度的流量積算儀；采用遠程通訊，智能流量積算儀應考慮帶有RS485或RS232通訊接口；要求與控制系統組成流量測量系統時，智能流量積算儀應帶4～20mA標準電流信號輸出接口；在需要時，應配置后備電源，以便突然停電時儀表能夠正常計量（配置不同，工作時間不同，一般在48小時以上。）；是否需要提供儀表箱，將智能流量積算儀放置其中，儀表箱帶鎖，使智能流量積算儀的設置參數不可隨意調整，具有防盜功能，同時，在儀表箱內裝有保護電路，起到對智能流量積算儀的保護作用。
    C、遠程監測：在需要多點計量、分布面積較大、需要實時監測時，可采用GSM/GPRS通訊網絡或無線專網遠程流量監測系統，實現對各管路流量的實時監測和管理。
3.傳感器口徑的確定
   傳感器口徑不同，其測量范圍不同，而每一種口徑其測量范圍又隨著被測介質的種類和工況溫度、壓力的變化而變化。測量氣體和液體時，首先確定介質在工況下的密度和大致流量范圍，就可通過查表法（表一、表二）確定傳感器的口徑；測量飽和蒸汽時，確定工況溫度與壓力二者之一和大致流量范圍，便可通過查表法（表三）確定傳感器的口徑；測量過熱蒸汽時，確定工況溫度和壓力，通過查表法（表四）確定其密度，通過此密度和大致流量范圍，利用查表法（表三）確定傳感器口徑。

表一  液體工況下流量測量范圍

表二  氣體工況下流量測范圍

表三、表四請詳見“選型使用手冊”，“選型使用手冊”可在本下載。

4.常用計算公式
4.1質量流量計算
     本公司智能流量積算儀采用的基本公式 ：
            QG  = 3.6×f×ρ/K------------------------（2）
     式中： QG-----質量流量（K為銘牌所示值時，單位是t/h；K值縮小1000倍時，單位是kg/h）
            f ------脈沖頻率（Hz）
            ρ------密度（kg/m³）
            K------儀表系數（脈沖個數/m³）      

     本公司一體化現場顯示儀采用的基本公式 ：
                QC   = 3600×f×ρ/K------------------（3）
     式中： QC-----流量質量K為銘牌所示值時，單位是kg/h
                 f ------脈沖頻率（Hz）
                 ρ------密度（kg/m³）
                 K------儀表系數（脈沖個數/m³）

4.2常用換算公式
   A、標準狀態下的體積流量換算成工況狀態下的體積流量：

           Q_V = 273+ t×Q_N/2695×P+0.1013-------------------------- 4

  B、標準狀態下的密度換算成工況狀態下的密度：

           ρ_V = 2695×P+0.1013 ×ρ_N / 273 + t----------------------- 5

  C、質量流量換算成體積流量：

           Q_V = Q_G/ρ_V---------------------------- 6

   式中:   Q_V-------工況狀態下的體積流量m³/h

           Q_N-------標準狀態下的體積流量Nm³/h

           Q_G-------質量流量kg/h

           ρ_V------工況狀態下的密度kg/m³

          ρ_N------標準狀態下的密度kg/m³

          t------工況狀態下的溫度℃

          P------工況狀態下的壓力 MPa

4.3傳感器壓力損失的計算：

   傳感器口徑確定以后，可計算該傳感器的壓力損失，以便確定該傳感器是否對工藝管線有影響。

   計算公式為：

             △ P≤1.2ρV ------------------------（7）

其中：△ P------傳感器的壓力損失（Pa）

        ρ------流體的密度（Kg/m³）

        V------管道內流體的平均流速（m/s）

各流量對應的流速可根據下列公式計算：

        V =353.7×Q/D²----------------（8）

 其中： V------流量對應的流速（m/s）

 Q------流量（m³/h）

        D------傳感器口徑（mm）