發(fā)布時(shí)間:2019-05-09 發(fā)布作者:
氫氣流量計(jì)概述:
氫氣流量計(jì)由渦街流量傳感器和顯示儀表組成,組成后的渦街流量計(jì)也被稱為:蒸汽流量計(jì)、氣體流量計(jì)、液體流量計(jì),與現(xiàn)場顯示儀組合后,成為智能一體化渦街 流量計(jì),分別用于飽和蒸汽流量計(jì)量、過熱蒸汽流量計(jì)量、各種化學(xué)氣體流量計(jì)量和各種液體流量計(jì)量(包括腐蝕性液體流量計(jì)量)
渦街流量計(jì)(也稱旋渦流量計(jì))是用途極其廣泛的一種流量計(jì)儀表,幾乎可以用在所有氣體、液體和蒸汽的流量計(jì)量、測量和控制。
應(yīng)力式渦街流量計(jì)是速度式流量計(jì)的一種,它以卡門渦街理論為基礎(chǔ),采用壓電晶體檢測流體通過管道內(nèi)三角柱時(shí)產(chǎn)生的漩渦頻率,從而測量出流體的流量。渦街流量計(jì)廣泛應(yīng)用于石油、化工、輕工、動(dòng)力供電等行業(yè)。
氫氣流量計(jì)常用氣體介質(zhì)的規(guī)范狀態(tài)密度(0℃,絕壓P=0.1MPa)
氣體稱號(hào) | 密度(kg/m3) | 氣體稱號(hào) | 密度(kg/m3) |
空氣(干) | 1.2928 | 乙炔 | 1.1717 |
氮?dú)?/td> | 1.2506 | 乙烯 | 1.2604 |
氧氣 | 1.4289 | 丙烯 | 1.9140 |
氬氣 | 1.7840 | 甲烷 | 0.7167 |
氖氣 | 0.9000 | 乙烷 | 1.3567 |
氨氣 | 0.7710 | 丙烷 | 2.0050 |
氫氣 | 0.08988 | 丁烷 | 2.7030 |
一氧化碳 | 1.97704 | 天然氣 | 0.8280 |
二氧化碳 | 1.3401 | 煤制氣 | 0.8020 |
氫氣流量計(jì)工作原理
在流體中垂直地插入一根柱狀阻力體時(shí),在其兩側(cè)就會(huì)交替地產(chǎn)生旋渦,隨著流體下游方向運(yùn)動(dòng),
形成旋渦列,稱為卡曼渦街,見圖1。產(chǎn)生渦街的阻力體稱旋渦發(fā)生體。實(shí)驗(yàn)證明,旋渦的頻率與流速成正比,
可用下式表示:
實(shí)驗(yàn)證明:當(dāng)兩列旋渦之間的距離h和同列兩個(gè)旋渦之間的距離L滿足公式h/L=0.281時(shí)非對稱旋
渦列就能保持穩(wěn)定狀態(tài)。當(dāng)流體雷諾數(shù)Re在5000-150000之間范圍內(nèi)時(shí),Sr基本不變,所以當(dāng)旋渦發(fā)生
體柱寬d和斯特勞哈爾數(shù)Sr為定值時(shí)旋渦發(fā)生體的頻率f與流體的平均流速成正比,即與流Q成正比而與
壓力、溫度、密度等參數(shù)無關(guān)。
當(dāng)旋渦在柱體兩側(cè)產(chǎn)生時(shí),傳感器受到與流向垂直的交變升力的作用感生信號(hào),升力的變化頻率是
旋渦頻率,傳感器將信號(hào)送轉(zhuǎn)換器放大整形后得到與流速成線性比例的脈沖信號(hào)直接輸出或?qū)⑵滢D(zhuǎn)換成
4~20mA標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)輸出,流量Q與頻率f的關(guān)系如下式:
氫氣流量計(jì)特點(diǎn):
①:壓力損失小,量程范圍大,精度高,在測量工況體積流量時(shí)幾乎不受流體密度、壓力、溫度、粘度等參數(shù)的影響。
②:無可動(dòng)機(jī)械零件,因此可靠性高,維護(hù)量小,結(jié)構(gòu)簡單而牢固,長期運(yùn)行十分可靠;
③:安裝簡單,維修十分方便;
④:檢測傳感器不直接接觸介質(zhì),性能穩(wěn)定,壽命長;
⑤:輸出是與流量成正比的脈沖信號(hào),無零點(diǎn)漂移,精度高,并方便和計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng);
⑥:測量范圍寬,量程比可達(dá)10:1; 壓力損失較小,運(yùn)行費(fèi)用低,更具節(jié)能意義;
⑦:應(yīng)用范圍廣,蒸汽、氣體、液體的流量均可測量; 檢定周期為二年。
氫氣流量計(jì)技術(shù)參數(shù)
公稱通徑:
法蘭式:DN15-DN300
插入式:DN200-DN2000
適用范圍:
氣體:壓縮空氣、二氧化碳、氧氣、氮?dú)獾?/p>
液體:除鹽水、軟化水、高溫水等
蒸汽:飽和蒸汽、過熱蒸汽
介質(zhì)溫度:
低溫:–40℃-150℃
中溫:–40℃-250℃
高溫:–40℃-350℃
公稱壓力:
低壓:≤1.6MPa 、≤2.5MPa
中壓:≤4MPa 、≤6.3MPa
高壓:≤10MPa 、≤16MPa 、≤25MPa 、≤42MPa
精度等級(jí):
測量液體:1.0級(jí)(0.5級(jí)可協(xié)議訂貨)
測量氣體:1.5級(jí)(1級(jí)可協(xié)議訂貨)
測量蒸汽:1.5級(jí)(1級(jí)可協(xié)議訂貨)
插入式:2.5級(jí)
流速范圍:
液體:0.35-8m/s
氣體:3-70m/s
蒸汽:2.5-75m/s
測量范圍:見表一、表二、表三、
輸出信號(hào):
電壓脈沖:低電平≤1V,高電平 ≥6V
標(biāo)準(zhǔn)電流:4-20mA
供電電源:
電壓脈沖輸出:DC12V/DC24V
4-20mA標(biāo)準(zhǔn)電流輸出: DC24V/DC24V+3.6V鋰電池
一體化表頭顯示:3.6V鋰電池
環(huán)境溫度:–20℃-+55℃
相對濕度:5%-90%
表體材料:304不銹鋼,其他材質(zhì)可協(xié)議供貨
防護(hù)等級(jí):IP65、IP67
防爆等級(jí):ExibIICT3Gb,ExibIICT4Gb
氫氣流量計(jì)技術(shù)指標(biāo)
公稱通徑(mm) | 15,20,25,32,40,50,65,80,100,125,150,200,250,300,(300~1000刺進(jìn)式) |
公稱壓力(MPa) | DN15-DN200 4.0(>4.0協(xié)議供貨),DN250-DN300 1.6(>1.6協(xié)議供貨) |
介質(zhì)溫度(℃) | 壓電式:-40~260,-40~320;電容式: -40~300, -40~400,-40~450(協(xié)議訂購) |
本體資料 | 1Cr18Ni9Ti,(其它資料協(xié)議供貨) |
允許振蕩加速度 | 壓電式:0.2g 電容式:1.0~2.0g |
精確度 | ±1%R,±1.5%R,±1FS;刺進(jìn)式:±2.0%R,±2.0%FS |
規(guī)模度 | 1:6~1:30 |
供電電壓 | 傳感器:+12V DC,+24V DC;變送器:+12V DC ,+24V DC;電池供電型:3.6V電池 |
輸出信號(hào) | 方波脈沖(不包括電池供電型):高電平≥5V,低電平≤1V;電流:4~20mA |
壓力丟失系數(shù) | 契合JB/T9249規(guī)范 Cd≤2.4 |
防爆標(biāo)志 | 本安型:ExdⅡia CT2-T5隔爆型:ExdⅡCT2-T5 |
防護(hù)等級(jí) | 普通型IP65 潛水型 IP68 |
環(huán)境條件 | 溫度-20℃~55℃,相對濕度5%~90%,大氣壓力86~106kPa |
適用介質(zhì) | 氣體、液體、蒸汽 |
傳輸間隔 | 三線制脈沖輸出型:≤300m,兩線制規(guī)范電流輸出型 (4~20mA):負(fù)載電阻≤750Ω |
氫氣流量計(jì)確定傳感器的結(jié)構(gòu)
1、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?yàn)槠浣Y(jié)構(gòu)緊湊,價(jià)格低,而且供貨周期短。
2、結(jié)構(gòu)類型:一體式結(jié)構(gòu)和分體式結(jié)構(gòu)。一般采用一體式結(jié)構(gòu),只有在特殊場合下采用分體式結(jié)構(gòu)(如:介質(zhì)溫度高時(shí)、環(huán)境溫度或濕度高時(shí)、帶現(xiàn)場顯示為讀數(shù)方便時(shí))。
3、顯示方式:無現(xiàn)場顯示、帶現(xiàn)場顯示和只帶現(xiàn)場顯示,F(xiàn)場顯示是指在表頭上裝有液晶顯示器,可顯示累積流量、瞬時(shí)流量等參數(shù)。
4、信號(hào)輸出方式:脈沖信號(hào)輸出和4~20mA標(biāo)準(zhǔn)電流信號(hào)輸出。一般情況下建議采用脈沖信號(hào)輸出,因?yàn)槊}沖信號(hào)直接與漩渦脫落頻率相 對應(yīng),不需轉(zhuǎn)換,具有*的累計(jì)精度;同時(shí),在通常的傳輸距離內(nèi),脈沖信號(hào)傳輸效果較好。標(biāo)準(zhǔn)電流信號(hào)輸出一般用于與終端或控制系統(tǒng)組成流量測量系統(tǒng)。
5、防爆形式:非防爆型和本安防爆型。如果被測介質(zhì)是易燃易爆物質(zhì)或測量環(huán)境存在易燃易爆物質(zhì),應(yīng)選用防爆型。
確定渦街流量計(jì)的配置
1、密度補(bǔ)償:
在測量蒸汽的質(zhì)量流量時(shí),由于其密度隨著溫度和壓力的變化而變化,所以要隨時(shí)對蒸汽進(jìn)行補(bǔ)償,要用鉑熱電阻和壓力變送器與渦街傳感器共 同組成質(zhì)量流量測量系統(tǒng)。無任是測量飽和蒸汽還是過熱蒸汽,如果溫度和壓力比較穩(wěn)定,為降低設(shè)備成本,也可以根據(jù)工況狀態(tài),用設(shè)定固定值的辦法補(bǔ)償密度。 其它介質(zhì)可根據(jù)實(shí)際情況組成質(zhì)量流量測量系統(tǒng)。
2、智能流量積算儀的選擇:
只要求顯示參數(shù),可選擇數(shù)碼顯示或液晶顯示的智能流量積算儀;需要追溯歷史數(shù)據(jù),帶有記憶功能,應(yīng)選用智能流量結(jié)算無紙記錄儀;測量飽 和蒸汽,應(yīng)選擇帶溫度自動(dòng)補(bǔ)償密度或壓力自動(dòng)補(bǔ)償密度的流量積算儀;測量過熱蒸汽,應(yīng)選擇帶溫度和壓力同時(shí)補(bǔ)償密度的流量積算儀;采用遠(yuǎn)程通訊,智能流量 積算儀應(yīng)考慮帶有RS485或RS232通訊接口;要求與控制系統(tǒng)組成流量測量系統(tǒng)時(shí),智能流量積算儀應(yīng)帶4~20mA標(biāo)準(zhǔn)電流信號(hào)輸出接口;
在需要時(shí),應(yīng)配置后備電源,以便突然停電時(shí)儀表能夠正常計(jì)量。在需要時(shí),應(yīng)配置儀表箱,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(shè)置參數(shù)不可隨意調(diào)整,具有防盜功能,同時(shí),在儀表箱內(nèi)裝有保護(hù)電路,起到對智能流量積算儀的保護(hù)作用。
3、遠(yuǎn)程監(jiān)控:在需要多點(diǎn)計(jì)量,分布面積較大,需要實(shí)時(shí)監(jiān)測時(shí),可采用GSM/GPRS通訊網(wǎng)絡(luò)或無線專網(wǎng)遠(yuǎn)程流量監(jiān)測系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)對各管路流量的實(shí)時(shí)監(jiān)測和管理。
4、傳感器的口徑的確定:傳感器的口徑不同,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(zhì)的種類和工況溫度、壓力的變化而變化,首先確定介質(zhì)在工況下。
選型:
型號(hào) | 說明 | ||||||
MAT-LUGB |
□ | □ | □ | □ | □ | □ | |
連接方式 | 1 | 法蘭連接 (溫壓補(bǔ)償型) | |||||
2 |
法蘭連接 | ||||||
3 | 法蘭夾裝 (溫壓補(bǔ)償型) | ||||||
4 | 法蘭夾裝 | ||||||
5 |
插入式 | ||||||
測量介質(zhì) | A | 氣體 | |||||
B | 液體 | ||||||
C | 蒸汽 | ||||||
公稱通徑 | 01 | 15mm | |||||
02 | 20mm | ||||||
03 | 25mm | ||||||
04 | 40mm | ||||||
05 | 50mm | ||||||
06 | 65mm | ||||||
08 | 80mm | ||||||
10 | 100mm | ||||||
12 | 125mm | ||||||
15 | 150mm | ||||||
20 | 200mm | ||||||
25 | 250mm | ||||||
30 | 300mm | ||||||
結(jié)構(gòu)形式 | Z | 一體式儀表 | |||||
F | 分體式儀表 | ||||||
轉(zhuǎn)換器類型 | N | 傳感器型:+12V或24V供電,輸出三線制脈沖信號(hào) | |||||
A | 變送器型:+24V供電,輸出二線制4~20mA | ||||||
B | 智能型:鋰電池供電,現(xiàn)場顯示無信號(hào)輸出 | ||||||
C | 智能型:+24V供電,現(xiàn)場顯示并輸出二線制4~20mA | ||||||
D | 智能型:鋰電池和+24V雙供電;現(xiàn)場顯示輸出4~20mA | ||||||
F | 智能型:+24V供電,現(xiàn)場顯示并帶有RS486通訊協(xié)議 | ||||||
防爆等級(jí) | N | 標(biāo)準(zhǔn)型,不防爆 | |||||
E | 隔爆型,ExdIIBT6 |
在定義電子單元及其功能之前,有必要確定壓力傳感器的布置。一種可能性是永久連接兩個(gè)壓力傳感器; 一個(gè)在壓力連接器1和3之間,另一個(gè)在2和3之間。在這種情況下,第一壓力傳感器應(yīng)該能夠支持在高流速范圍內(nèi)遭受的過壓,其中另一個(gè)傳感器正在執(zhí)行任務(wù)。另一種可能性是使用單個(gè)壓力傳感器,其低壓端口直接連接到壓力連接器3,另外一個(gè)電動(dòng)閥負(fù)責(zé)將連接器1或2切換到高壓端口。代表這個(gè)設(shè)置。該圖描繪了在測量氣體速率時(shí)確定流量密度所需的總壓力傳感器或表壓傳感器。與常規(guī)商用層流流量計(jì)一樣,還需要溫度傳感器來確定氣體密度,在某些情況下,還需要添加相對濕度傳感器來校正此值。
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