渦街流量計(jì)量表在化工行業(yè)流量測(cè)量中的應(yīng)用
摘要:渦街流量計(jì)量表在化工行業(yè)流量測(cè)量中的應(yīng)用資訊由優(yōu)秀的流量計(jì)、流量?jī)x生產(chǎn)報(bào)價(jià)廠家為您提供。渦街流量計(jì)是工業(yè)生產(chǎn)中一個(gè)非常普遍使用的測(cè)量流量元件,對(duì)工業(yè)生產(chǎn)有著重要的意義。目前,渦街流量計(jì)被廣泛應(yīng)用到各個(gè)工業(yè)生產(chǎn)中,用來測(cè)量流量效果十分顯著。本文將對(duì)華。更多的流量計(jì)廠家選型號(hào)價(jià)格報(bào)價(jià)歡迎您來電咨詢,下面是渦街流量計(jì)量表在化工行業(yè)流量測(cè)量中的應(yīng)用文章詳情。
渦街流量計(jì)是工業(yè)生產(chǎn)中一個(gè)非常普遍使用的測(cè)量流量元件,對(duì)工業(yè)生產(chǎn)有著重要的意義。目前,渦街流量計(jì)被廣泛應(yīng)用到各個(gè)工業(yè)生產(chǎn)中,用來測(cè)量流量效果十分顯著。本文將對(duì)華寧渦街流量計(jì)在化工行業(yè)流量測(cè)量中的應(yīng)用進(jìn)行簡(jiǎn)述。從流量?jī)x表發(fā)展?fàn)顩r看,孔板流量應(yīng)用范圍廣:但用標(biāo)準(zhǔn)孔板流量計(jì)來測(cè)量流體流量,仍存在一些不足之處。多年來,人們?cè)谂ふ铱煽?、精確的流量計(jì)用于流量計(jì)量,發(fā)現(xiàn)渦街流量計(jì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,安裝維護(hù)方便f與孔板相比無需導(dǎo)壓管和三組閥,減少泄漏、堵塞和凍結(jié)等現(xiàn)象),壓力損失較?。s為孔板流量計(jì)的1/4-1/2),量程范圍寬,量程比可達(dá)20BI(孔
板為3BI),測(cè)量精度比孔板流量計(jì)高。除此之外,渦街流量計(jì)還具有使用壽命長(zhǎng)、性能穩(wěn)定、適用流體種類多(可測(cè)量液體、氣體和蒸汽)、在規(guī)定的雷諾數(shù)范圍內(nèi)儀表系數(shù)不受流體的溫度、壓力、黏度及成分變化的影響等特點(diǎn),已越來越受到人們的青睞。
1工作原理
渦街流量計(jì)是基于流體振蕩原理的一種新型流量測(cè)量?jī)x表。測(cè)量原理如圖1所示,當(dāng)在流體中插入*動(dòng)方向垂直的非線性型柱體(旋渦發(fā)生體),在其下游側(cè)會(huì)交替地產(chǎn)生二列內(nèi)旋的漩渦列,稱之為“卡門渦列”。
在一定的雷諾數(shù)范圍內(nèi),漩渦的釋放頻率f與流過漩渦發(fā)生體的流體平均速度v及漩渦發(fā)生體特征寬度d有關(guān),可用下式表示:
f=StV/d(1)
式中,
f)))漩渦的釋放頻率;
v》)流過漩渦發(fā)生體的流體平均速度;
d》)漩渦發(fā)生體特征寬度;
St)))斯特羅哈數(shù)strouhal(無量綱常數(shù))。
S.的值與漩渦發(fā)生體寬度d和雷諾數(shù)Re有關(guān)。
當(dāng)雷諾數(shù)Re<2@104時(shí),S。為變數(shù);Re在2@104-
7@106的范圍內(nèi),S。值基本上保持不變,這段范圍為
流量計(jì)的基本測(cè)量范圍。
式(1)表明,當(dāng)d和St為定值時(shí),漩渦產(chǎn)生的頻
率f與流體的平均流速v成正比而與流體的溫度、
壓力、密度、成分、黏度等參數(shù)無關(guān)。因此,可以從漩
渦產(chǎn)生的頻率f求出流體的平均流速v,達(dá)到測(cè)量
管道內(nèi)流體的流量Q的目的。
v=fSd(2)
Q=vS=fSd(3)
式(31中S為管道的截面積。
Sds為常數(shù),令=去=}s,則Q=f/K。式
中,K為流量計(jì)的儀表系數(shù)(脈沖數(shù)/升),通常由實(shí)
際流量試驗(yàn)求出。
由于漩渦發(fā)生體兩側(cè)交替產(chǎn)生漩渦,該漩渦力作用于檢測(cè)體上,使之產(chǎn)生交變應(yīng)力,該應(yīng)力作用在電元件上,產(chǎn)生了與漩渦頻率相同的交變電荷信號(hào),通過轉(zhuǎn)換器處理后,輸出與漩渦頻率柏同的脈沖信號(hào)或與流量成正比的4-20mADC信號(hào)到二次儀表,進(jìn)行累積、顯示。
2選擇
渦街流量的選型一般分為型號(hào)的選擇和口徑的選擇兩步。
2.1型號(hào)的選擇
根據(jù)使用環(huán)境和被測(cè)流體選擇不同結(jié)構(gòu)的流量計(jì)。當(dāng)流量計(jì)周圍環(huán)境溫度低于60e時(shí),流量計(jì)可選擇組合型,當(dāng)流量計(jì)周圍環(huán)境溫度高于60e時(shí),需選擇分離型。
當(dāng)使用環(huán)境為易燃易爆場(chǎng)合時(shí)根據(jù)防爆等級(jí)選擇隔爆型或本安型。一般環(huán)境選擇一般型。
根據(jù)采集信號(hào)要求選擇不同的輸出形式,當(dāng)需要流量累積時(shí)可選擇脈沖輸出型或模擬(4-20mA
DC)輸出型,當(dāng)需要控制時(shí)可選擇模擬(4-20mADC)輸出型。
2.2口徑的選擇
渦街流量傳感器的口徑應(yīng)根據(jù)流速、流量來合理選擇,并非一定要與工藝管道同口徑。由于渦街流量計(jì)流量范圍寬,因此口徑選擇主要是對(duì)下限流量。一般液體流速下限為0.5m/s,氣體在4-5m/s范圍內(nèi)選用,正常流量zui好在測(cè)量范圍的1/2-2/3之間。一般情況下流量計(jì)生產(chǎn)廠家提供的選型樣本只給出了常用流體水、壓縮空氣、飽和蒸汽的流量測(cè)量范圍,其他流體則需通過計(jì)算選擇流量計(jì)的口徑,忽略這一點(diǎn)往往會(huì)造成流量計(jì)使用不正常。
根據(jù)多次選型的結(jié)果,筆者認(rèn)為,適當(dāng)減小流量計(jì)口徑,使沆速和雷諾數(shù)增大,使儀表常數(shù)完全進(jìn)入線性,可以提高儀表的精度,也有利于信號(hào)放大器的調(diào)整。
3安裝
渦街流量計(jì)應(yīng)安裝在隔熱、通風(fēng)、易維護(hù)的地方,盡量安裝在遠(yuǎn)離振動(dòng)源和電磁干擾較強(qiáng)的地方,振動(dòng)存在的地方必須采用減振裝置,減少管道受振動(dòng)的影響。
渦街流量計(jì)在管道上可水平、傾斜或垂直安裝。安裝位置要注意,垂直安裝時(shí),液體介質(zhì)必須從下往上流動(dòng):需在管道上安裝溫度、壓力傳感器或流量調(diào)節(jié)閥時(shí),應(yīng)將溫度、壓力傳感器和調(diào)節(jié)閥安裝在流量計(jì)下游。
渦街流量計(jì)前后必須有足夠長(zhǎng)的直管段,具體要求見表1。所配管道內(nèi)徑也必須和渦街流量變送器內(nèi)徑一致,與管道連接的密封墊內(nèi)徑要比傳感器內(nèi)徑略大,不能將密封墊凸入管道內(nèi)。
表1上游管道形式與直管段長(zhǎng)度要求
直管段長(zhǎng)度要求fzui少)
上游管道形式
上游彳孬一
同心收縮全開閥門15D5D
一個(gè)9(b彎頭20DSD
同心擴(kuò)管25DSD
同一平面兩個(gè)9(b彎頭25DSD
不同平面兩個(gè)9(b彎頭40D5D
調(diào)節(jié)閥半開閥門50DSD
流量計(jì)供電電源為+24VDC,連接線要用屏蔽的信號(hào)電纜,布線時(shí)要遠(yuǎn)離強(qiáng)功率電源線,盡量用單獨(dú)金屬保護(hù)套管,接地要可靠。
4注意事項(xiàng)
為讓該種儀表能夠更好地服務(wù)于化工行業(yè)流量計(jì)量工作,根據(jù)我廠近幾年應(yīng)用的實(shí)踐,以下幾方面應(yīng)引起有關(guān)計(jì)量管理及使用部門的足夠重視。
4.1儀表選型
化工行業(yè)流體種類較多f蒸汽、煤氣、水、氫氣等),輸送流體的管線粗細(xì)差別很大(DN15-DN300),流體的物理性質(zhì)(如溫度、壓力、密度、黏度)和化學(xué)性質(zhì)(腐蝕性)差異也很大,同時(shí)流量的波動(dòng)范圍較大。因此渦街流量計(jì)的選型是*關(guān),也是zui重要的一關(guān)。為此,在選型過程中應(yīng)把握住兩條基本原則:一要保證生產(chǎn)安全,二要保證使用精度?;ば袠I(yè)首先考慮渦街流量計(jì)的防爆性能要滿足現(xiàn)場(chǎng)要求,其次必須抓實(shí)三個(gè)選型參數(shù),即近期和遠(yuǎn)期的zui大、zui小及常用瞬時(shí)流量(主要用于選定儀表的大小規(guī)格1、被測(cè)介質(zhì)的設(shè)計(jì)壓力(主要用于選定儀表的公稱壓力等級(jí)1、工作壓力f主要用于選定儀表壓力傳感器的壓力等級(jí)1。
4.2檢定(校準(zhǔn))
目前對(duì)渦街流量計(jì)的現(xiàn)場(chǎng)檢定還存在一定的困難。對(duì)用于大流量的貿(mào)易計(jì)量或重要的工藝過程控制等比較重要場(chǎng)合的流量計(jì),現(xiàn)場(chǎng)不具備流量在線標(biāo)校條件的,僅憑生產(chǎn)廠家的出廠合格證明不能判定該表性能是否合格。因此,為確保儀表在今后的工作過程中測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確、可靠,安裝前有必要將其送往有檢定(校準(zhǔn))資質(zhì)的機(jī)構(gòu)進(jìn)行檢定(校準(zhǔn)1。
4.3工藝安裝
正確選擇安裝點(diǎn)和正確安裝傳感器都是非常重要的環(huán)節(jié),若在安裝中失誤,輕者影響測(cè)量準(zhǔn)確度,重者影響儀表使用壽命,導(dǎo)致?lián)p壞儀表。要盡可能避免振動(dòng)及高溫高熱環(huán)境、遠(yuǎn)離干擾元件(如壓縮機(jī)、分離器、調(diào)壓閥、大小頭及匯管、彎頭等1,保持儀表前后直管段同心及內(nèi)壁光滑平直,保證被測(cè)介質(zhì)為潔凈的單相流體等。
4.4參數(shù)設(shè)置
流量計(jì)的儀表系數(shù)是在實(shí)驗(yàn)室條件下校驗(yàn)的,現(xiàn)場(chǎng)使用時(shí),應(yīng)對(duì)儀表系數(shù)進(jìn)行修正。對(duì)配套二次儀表(智能流量積算儀1的參數(shù)設(shè)定、組態(tài)工作以及流量測(cè)量網(wǎng)絡(luò)中各種參數(shù)設(shè)置、軟件設(shè)計(jì)應(yīng)符合工藝和流量計(jì)要求。
4.5后期管理
為保證儀表長(zhǎng)期工作的準(zhǔn)確性、可靠性f避免意外停運(yùn)和數(shù)據(jù)丟失),在渦街流量計(jì)投運(yùn)之后需加強(qiáng)對(duì)儀表本身及整個(gè)流量系統(tǒng)各環(huán)節(jié)日常管理和周期維護(hù)。如定期抄錄計(jì)量數(shù)據(jù)(每天或每周)、日常巡檢,按周期進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)校(1-2年),檢查儀表系數(shù)等。
4.6內(nèi)部維護(hù)
由于流體臟污或其它原因,需對(duì)儀表的測(cè)量腔體及其構(gòu)件進(jìn)行定期檢查或清洗。對(duì)于同規(guī)格的渦街流量計(jì),其漩渦發(fā)生體、導(dǎo)流體等核心組件不能互換,否則,須重新標(biāo)定儀表計(jì)量系數(shù)并對(duì)其配帶的溫度及壓為傳感器進(jìn)行系統(tǒng)校正。
5存在問題
由于渦街流量計(jì)本質(zhì)上是流體振動(dòng)型流量計(jì),它對(duì)外界振動(dòng)、流體的流動(dòng)狀態(tài)特別敏感。不僅能感受到傳感器受到的渦街力,還可以感受到傳感器受到的其它力,如管道振動(dòng)、管道流體的沖擊力以及由于流體壓力的變化,產(chǎn)生的隨機(jī)脈動(dòng)壓力等,現(xiàn)場(chǎng)的干擾對(duì)流量測(cè)量會(huì)產(chǎn)生很大的影響。特別是在小流量測(cè)量時(shí),由于小流量產(chǎn)生的橫向升力較小,檢測(cè)信號(hào)微弱,極易受流體沖擊振動(dòng)噪聲和管道振動(dòng)噪聲影響。也即,該種儀表抗干擾的能力還有待于進(jìn)一步提高。
另外,由于渦街流量計(jì)投放市場(chǎng)的時(shí)間較短,儀表的可靠性和穩(wěn)定性還有待于各種復(fù)雜工況的檢驗(yàn):測(cè)量精度對(duì)流態(tài)及介質(zhì)臟污的敏感程度有待于研究:現(xiàn)場(chǎng)檢定方法有待于進(jìn)一步探索。
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