蒸汽流量計

蒸汽主要用孔板、渦街流量計等來測量，其中以渦街流量計更為常見，其主要用於工業管道介質流體的流量測量，如氣體、液體、蒸氣等多種介質。其特點是壓力損失小，量程範圍大，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、粘度等參數的影響。無可動機械零件，因此可靠性高，維護量小。儀錶參數能長期穩定。渦街流量計採用壓電應力式感測器，可靠性高，可在-20℃～+250℃的工作溫度範圍內工作。有模擬標準信號，也有數字脈衝信號輸出，容易與計算機等數字系統配套使用，是一種比較先進、理想的測量儀器。

渦街流量計是根據卡門（Karman）渦街原理測量氣體、蒸汽或液體的體積流量、標況的體積流量或質量流量的體積流量計。並可作為流量變送器應用於自動化控制系統中。

該儀錶採用先進的差動技術，配合隔離、屏蔽、濾波等措施，克服了同類產品抗震性差、小信號數據紊亂等問題，並採用了獨特的感測器封裝技術和防護措施，保證了產品的可靠性。產品有基本型和複合型兩種型式，基本型測量單一流量信號；複合型可同時實現溫度、壓力、流量的測量。每種型式都有整體、分體結構，以適應不同的安裝環境。

渦街流量計的測量原理飽和蒸汽流量測量在80年代人們普遍採用標準孔板流量計，但從流量儀錶發展狀況來看，孔板流量計儘管其歷史悠久、應用範圍廣；人們對它的研究也最充分，試驗數據最完善，但用標準孔板流量計來測量飽和蒸汽流量，它仍存在一些不足之處：其一，壓力損失較大；其二，導壓管、三組間及連接接頭容易泄漏；其三，量程範圍小，一般為3比1，對流量波動較大易造成測量值偏低。而渦街流量計具有結構簡單，渦街變送器直接安裝於管道上，克服了管路泄漏現象。另外，渦街流量計的壓力損失較小，量程範圍寬，對飽和蒸汽測量量程比可達30比1。因此，隨著渦街流量計測量技術的成熟，渦街流量計的使用越來越受到人們的青睞。

渦街流量計是應用流體振蕩原理來測量流量的，流體在管道中經過渦街流量變送器時，在三角柱的旋渦發生體後上下交替產生正比於流速的兩列旋渦，旋渦的釋放頻率與流過旋渦發生體的流體平均速度及旋渦發生體特徵寬度有關，可用下式表示：

f=Stv/d

式中:f為旋渦的釋放頻率，Hz；v為流過旋渦發生體的流體平均速度，m/s；d為旋渦發生體特徵寬度，m；St為斯特羅哈數，無量綱，它的數值範圍為0.14－0.27。

St是雷諾數的函數，St=f（l/Re）。

當雷諾數Re在102~105範圍內，St值約為0.2，因此，在測量中，要盡量滿足流體的雷諾數在102~105，旋渦頻率f=0.2v/d。

由此可知，通過測量旋渦頻率就可以計算出流過旋渦發生體的流體平均速度v，再由式q=vA可以求出流量q，其中A為流體流過旋渦發生體的截面積。應用場合：發電及熱電聯產、供熱行業；航空、航天、造船、核能及兵器行業；機械、冶金、煤礦及汽車製造行業；石油、化工行業；醫藥、食品及煙灑製造行業；森工、農墾及輕工行業等。

(1)電學原理：用於此類原理的儀錶有電磁式、差動電容式、電感式、應變電阻式等。

(2)聲學原理：利用聲學原理進行流量測量的有超聲波式．聲學式(衝擊波式)等。

(3)熱學原理：利用熱學原理測量流量的有熱量式、直接量熱式、間接量熱式等。

(4)光學原理：激光式、光電式等是屬於此類原理的儀錶。

(5)原於物理原理：核磁共振式、核輻射式等是屬於此類原理的儀錶．

(6)其它原理：有標記原理(示蹤原理、核磁共振原理)、相關原理等。

1、表體中同時集成溫壓補償補償功能，可測量流體的標準體積流量或標準質量流量。

2、全智能化、數字化電路設計，可自動補償被測流體密度或標況體積計算。

3、全新的數字濾波和修正功能使流量測量更加精準可靠。

4、電池供電型無需外接電源既可連續工作兩年以上。

5、全新點陣漢字液晶顯示，使用操作更方便。

1.高可靠性

流量感測器使用集成生產的感測部件和控制電路，感測部分無機械運動，驅動部分選用高品質的繼電器，因而使可靠性大大提高。

2.極寬的流量範圍

流量感測器只對流體的流速敏感，因而可以通過配接不同的管道直徑，來監控不同大小的流量，監控流量的大小几乎沒有限制。

3.全直通的流動管道

流量感測器全直通的特性在很多應用場合具有重要意義，在石油、化工、重工、輕工、生物工程醫藥等諸多行業的生產中，流動的流動受到流量開關的阻礙，因而可能導致流體堵塞管道等生產事故發生。流量開關能在不影響流量的條件下實施在線監控而避免生產事故的發生。

4.簡明直觀的指示

流量感測器具有電源指示和流量狀態指示。可以直觀的顯示當前管道中流量的狀態。

5.適用多種流體介質

流量感測器中，同一型號的流量開關即可適用於氣體，也可用於液體，如水、油等。只要調節流量開關中的旋鈕，即可對氣體、液體等流量進行監控。

6.無壓力損失

流量感測器特殊方法集成製造使探頭可做到很小的尺寸，因而對流體幾乎沒有壓力損失，在很多場合下，直接取代壓力開關將使系統具有更好的可靠性和更廣的適用範圍。

我們向熱用戶送出的蒸汽都是過熱蒸汽，但是在經過長距離輸送后，隨著工況（一般指溫度和壓力）的變化，過熱蒸汽會因為熱量損失溫度降低而使其從過熱狀態進入飽和或過飽和狀態（壓力0.58MPa溫度164℃為過熱蒸汽，東嶽壓力0.6MP溫度245℃，而綠美食品壓力0.58MP溫度162℃），也就是說遠端熱用戶接收到的蒸汽有可能變成飽和蒸汽。我們通常用干度X(指飽和蒸汽中的含水量多少)來衡量飽和蒸汽的質量好壞，最好的是干飽和蒸汽，一般稱為過熱飽和蒸汽，簡稱過熱蒸汽，其含水量可忽略不計（X=1）；干度差的稱濕飽和蒸汽，含水量最多可達30%，這就存在著飽和蒸汽的“兩相流”問題。

1.國內外天然氣計量狀況簡要回顧 天然氣作為一種優質能源和化工原料其計量越來越被人們重視。歐美等工業化水平較高的發達國家，對天然氣計量技術的研究起步較早，投人的資金及科技力量較大，尤其是對貿易天然氣的計量十分重視。從流量計選型上，歐洲主要使用渦輪、腰輪流量計，如在荷蘭渦輪、腰輪流量計的使用約佔80%，在加拿大渦輪流量計的使用約佔90%，而美國則以使用蒸汽為主，約佔80%。從整體上來看，在流量計使用上，70年代形成了蒸汽使用高潮，80年代形成了渦輪流量計使用的高潮，90年代中後期則掀起了超聲流量計熱潮。

2.蒸汽流量計近幾年，我國天然氣計量技術新進展 我國大量使用的蒸汽節流裝置及其二次儀錶雙波紋管差壓計的計量技術，由於其固有的缺陷，如蒸汽在使用過程中的不斷磨損、腐蝕；現場阻力件組合形式遠不止標準規定的7種情況；現場旋渦流、脈動流影響因素複雜；對於氣量波動大、變化頻率高的狀況適應性差；導壓管易引起信號滯后等，不能保證其計量準確度，這給流量工作者帶來了新的研究課題。

正確的選用渦街流量計是保證用好渦街流量計的前提條件，需要考慮重要因素：通經（DN）、安裝方式、介質溫度、輸出信號、介質種類。

在計量液體時，務必使流量計感測器始終完全充滿介質，無夾帶氣體。

在儀錶上下游提供足夠的直管段並確保非彎曲的對稱外形。儘可能在儀錶下游安裝閥門。

豎直安裝通常是優先選擇的，向上遊動的流體能確保儀錶總是滿管，且介質中的固態成分能夠均勻分佈。

如有可能產生氣泡，應提供氣體分離器。

在易於振動的長管路中進行安裝時，應在流量計的上下游安裝消除器。

對於蒸汽應用，儀錶安裝應避免安裝在U形彎底部，避免因吸收冷凝而在開車時導致的水錘現象，水錘的強度導致感測機構過分受力，致使感測器永久損壞。

感測器安裝點的上游較近處若裝有閥門，不斷地開關閥門，對感測器的使用壽命影響極大，非常容易對感測器造成永久性損壞、

感測器盡量避免在架空的非常長的管道上安裝，這樣時間一長后，由於感測器的下垂非常容易造成感測器與法蘭間的密封泄露，若不得已要安裝時，必須在感測器的上下游2D處分別設置管道緊固裝置。

蒸汽流量計入口與出口直管段部分:

為了確保完整的功能，入口處的流型應不受干擾。上游直管段部分的長度應為流量計口徑（D）的大約15倍，下游直管段部分的長度應為流量計口徑（D）的大約5倍。以確保儀錶在變化的過程條件下符合其精度指標（如圖3）

註：如您的應用不能提供足夠的上游直管段，我們將在最短10D上游直管段的條件下，向您提供修正方案以使儀錶滿足您的精度要求。

3．當需要將實測壓力和溫度信號用於補償質量流量或標準流量時，請在氣體流量計下游安裝壓力和溫度變送器。

4.高溫度介質的安裝

蒸汽流量計安裝對直管段的要求：正確地選擇安裝點和正確安裝流量計都是非常重要的環節，若安裝環節失誤輕者影響測量精度，重者會影響流量計的使用壽命，甚至會損壞流量計。它的詳細要求如下：

如果安裝點上的上游有漸縮管，上游應有不小於15D(D為管道直徑)的等徑直管段，下游應有不小於5D的等徑直管段。

如果安裝點上的上游有漸擴管，上游應有不小於18D(D為管道直徑)的等徑直管段，下游應有不小於5D的等徑直管段

如果安裝點上游有90°彎頭或下行接頭，上游應有不小於20D的等徑直管段，下游應有不小於5D的等徑直管段。

如果安裝點上游在同一平面上有90°彎頭，流量調節閥或壓力調節閥盡量安裝在蒸汽流量計下游5D以遠處，若必須安裝在流量計的上游，蒸汽流量計上游若有活塞式或柱塞式泵，活塞式或羅茨式風機、壓縮機，上游應有不小於25D的等徑直管段，下游應有不小於5D的等徑直管。

特別注意：蒸汽流量計安裝點的上游較近處若裝有閥門，不斷地開關閥門，對流量計的使用壽命影響極大，非常容易對流量計造成永久性損壞。盡量避免在架空的非常長的管道上安裝，這樣時間一長后，由於流量計的下垂非常容易造成流量計於法蘭的密封泄露，若不得已安裝時，必須在流量計的上下游2D處分別設置管道緊固裝置。

一，工業生產過程

流量儀錶是過程自動化儀錶與裝置中的大類儀錶之一，它被廣泛適用於冶金、電力、煤炭、化工、石油、交通、建築、輕紡、食品、醫藥、農業、環境保護及人民日常生活等國民經濟各個領域，是發展工農業生產，節約能源，改進產品質量，提高經濟效益和管理水平的重要工具在國民經濟中佔有重要的地位。在過程自動化儀錶與裝置中，流量儀錶有兩大功用：作為過程自動化控制系統的檢測儀錶和測量物料數量的總量表。

二，能源計量

能源分為一次能源（煤炭、原油、煤層氣、石油氣和天然氣）、二次能源（電力、焦炭、人工燃氣、成品油、液化石油氣、蒸汽）及載能工質（壓縮空氣、氧、氮、氫、水）等。能源計量是科學管理能源，實現節能降耗，提高經濟效益的重要手段。流量儀錶是能源計量儀錶的重要組成部分，水、人工燃氣、天然氣、蒸汽和油品這些常用的能源都使用著數量極其龐大的流量計，它們是能源管理和經濟核算不可缺少的工具。

三，環境保護工程

煙氣，廢液、污水等的排放嚴重污染大氣和水資源，嚴重威脅人類生存環境。國家把可持續發展列為國策，環境保護將是21世紀的最大課題。空氣和水的污染要得到控制，必須加強管理，而管理的基礎是污染量的定量控制。

我國是以煤為主要能源的國家，全國有上百萬個煙囪不停地向大氣排放煙氣。煙氣排放控制是根治污染的重要項目，每個煙囪必須是安裝煙氣分析儀錶和流量計，組成連櫝排放監視系統。煙氣的流量沆量有很大因難，它的難度為煙囪尺寸大且形狀不規則，氣體組分變化不定，流速範圍大，臟污，灰塵，腐蝕，高溫，無直管段等。

四，交通運輸

有五種方式：鐵路公路、航空、水運、和管道運輸。其中管道運輸雖早已有之，但應用並不普遍。隨著環保問題的突出，管道運輸的特點引起人們的重視。管道運輸必須裝備流量計，它是控制、分配和調度的眼睛，亦是安全監沒和經濟核算的必備工具。

五，生物技術

21世紀將迎來生命科學的世紀，以生物技術為特徵的產業將獲得迅速發展。生物技術中需監測計量的物質很多，如血液，尿液等。儀錶開發的難度極大，品種繁多。

六，科學實驗

科學實驗需要的流量計不但數量多，且品種極其繁雜。據統計流量計100多種中很大一部分是應科研之需用的，它們並不批量生產，在市面出售，許多科研機構和大企業皆設專門小組研製專用的流量計。

七，海洋氣象，江河湖泊

這些領域為敞開流道，一般需檢測流速，然後推算流量。流速計和流量計所依據的物理原理及流體力學基礎是共通的但是儀錶原理及結構以及使用條件有很大差別。