蒸汽流量計簡介

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，其主要用于工業(yè)管道介質(zhì)流體的流量測量，如氣體、液體、蒸氣等多種介質(zhì)。其特點是壓力損失小，量程范圍大，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(shù)的影響。無可動機械零件，因此可靠性高，維護量小。儀表參數(shù)能長期穩(wěn)定。渦街流量計采用壓電應力式傳感器,可靠性高，可在-20℃～ 250℃的工作溫度范圍內(nèi)工作。有模擬標準信號,也有數(shù)字脈沖信號輸出，容易與計算機等數(shù)字系統(tǒng)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(jù)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(zhì)量流量的體積流量計。并可作為流量變送器應用于自動化控制系統(tǒng)中。

該儀表采用先進的差動技術(shù)，配合隔離、屏蔽、濾波等措施，克服了同類產(chǎn)品抗震性差、小信號數(shù)據(jù)紊亂等問題，并采用了獨特的傳感器封裝技術(shù)和防護措施，保證了產(chǎn)品的可靠性。產(chǎn)品有基本型和復合型兩種型式，基本型測量單一流量信號；復合型可同時實現(xiàn)溫度、壓力、流量的測量。每種型式都有整體、分體結(jié)構(gòu)，以適應不同的安裝環(huán)境。

渦街流量計的測量原理飽和蒸汽流量測量在80年代人們普遍采用標準孔板流量計，但從流量儀表發(fā)展狀況來看，孔板流量計盡管其歷史悠久、應用范圍廣；人們對它的研究也最充分，試驗數(shù)據(jù)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，量程范圍小，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(jié)構(gòu)簡單，渦街變送器直接安裝于管道上，克服了管路泄漏現(xiàn)象。另外，渦街流量計的壓力損失較小，量程范圍寬，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(shù)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(jīng)過渦街流量變送器時，在三角柱的旋渦發(fā)生體后上下交替產(chǎn)生正比于流速的兩列旋渦，旋渦的釋放頻率與流過旋渦發(fā)生體的流體平均速度及旋渦發(fā)生體特征寬度有關(guān)，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(fā)生體的流體平均速度，m/s；d為旋渦發(fā)生體特征寬度，m；St為斯特羅哈數(shù)，無量綱，它的數(shù)值范圍為0.14－0.27。

St是雷諾數(shù)的函數(shù)，St=f（l/Re）。

當雷諾數(shù)Re在102~105范圍內(nèi)，St值約為0.2，因此，在測量中，要盡量滿足流體的雷諾數(shù)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(fā)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(fā)生體的截面積。應用場合　發(fā)電及熱電聯(lián)產(chǎn)、供熱行業(yè)；航空、航天、造船、核能及兵器行業(yè)；機械、冶金、煤礦及汽車制造行業(yè)；石油、化工行業(yè)；醫(yī)藥、食品及煙灑制造行業(yè)；森工、農(nóng)墾及輕工行業(yè)等。

1. 高可靠性流量傳感器使用集成生產(chǎn)的傳感部件和控制電路，傳感部分無機械運動，驅(qū)動部分選用高品質(zhì)的繼電器，因而使可靠性大大提高。2. 極寬的流量范圍流量傳感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(jiān)控不同大小的流量，監(jiān)控流量的大小幾乎沒有限制。3.全直通的流動管道流量傳感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(yī)藥等諸多行業(yè)的生產(chǎn)中，流動的流動受到流量開關(guān)的阻礙，因而可能導致流體堵塞管道等生產(chǎn)事故發(fā)生。流量開關(guān)能在不影響流量的條件下實施在線監(jiān)控而避免生產(chǎn)事故的發(fā)生。4.簡明直觀的指示流量傳感器具有電源指示和流量狀態(tài)指示?？梢灾庇^的顯示當前管道中流量的狀態(tài)。5. 適用多種流體介質(zhì)流量傳感器中，同一型號的流量開關(guān)即可適用于氣體，也可用于液體，如水、油等。只要調(diào)節(jié)流量開關(guān)中的旋鈕，即可對氣體、液體等流量進行監(jiān)控。6. 無壓力損失流量傳感器特殊方法集成制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(guān)將使系統(tǒng)具有更好的可靠性和更廣的適用范圍。

(1) 電學原理：用于此類原理的儀表有電磁式、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(沖擊波式)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、光電式等是屬于此類原理的儀表。

(5) 原于物理原理：核磁共振式、核輻射式等是屬于此類原理的儀表．

(6) 其它原理：有標記原理(示蹤原理、核磁共振原理)、相關(guān)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(zhì)量流量。

2、 全智能化、數(shù)字化電路設(shè)計，可自動補償被測流體密度或標況體積計算。

3、 全新的數(shù)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(xù)工作兩年以上。

5、 全新點陣漢字液晶顯示，使用操作更方便。

我們向熱用戶送出的蒸汽都是過熱蒸汽，但是在經(jīng)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(tài)進入飽和或過飽和狀態(tài)（壓力0.58MPa溫度164℃為過熱蒸汽，東岳壓力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(zhì)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(nèi)外天然氣計量狀況簡要回顧 天然氣作為一種優(yōu)質(zhì)能源和化工原料其計量越來越被人們重視。歐美等工業(yè)化水平較高的發(fā)達國家，對天然氣計量技術(shù)的研究起步較早，投人的資金及科技力量較大，尤其是對貿(mào)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占80%，在加拿大渦輪流量計的使用約占90%，而美國則以使用蒸汽為主，約占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年代中后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(shù)新進展 我國大量使用的蒸汽節(jié)流裝置及其二次儀表雙波紋管差壓計的計量技術(shù)，由于其固有的缺陷，如蒸汽在使用過程中的不斷磨損、腐蝕；現(xiàn)場阻力件組合形式遠不止標準規(guī)定的7種情況；現(xiàn)場旋渦流、脈動流影響因素復雜；對于氣量波動大、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(jīng)（DN）、安裝方式、介質(zhì)溫度、輸出信號、介質(zhì)種類。

在計量液體時，務(wù)必使流量計傳感器始終完全充滿介質(zhì)，無夾帶氣體。

在儀表上下游提供足夠的直管段并確保非彎曲的對稱外形。盡可能在儀表下游安裝閥門。

豎直安裝通常是優(yōu)先選擇的，向上游動的流體能確保儀表總是滿管，且介質(zhì)中的固態(tài)成分能夠均勻分布。

如有可能產(chǎn)生氣泡，應提供氣體分離器。

在易于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。

對于蒸汽應用，儀表安裝應避免安裝在U形彎底部，避免因吸收冷凝而在開車時導致的水錘現(xiàn)象，水錘的強度導致傳感機構(gòu)過分受力，致使傳感器永久損壞。

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

傳感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，由于傳感器的下垂非常容易造成傳感器與法蘭間的密封泄露，若不得已要安裝時，必須在傳感器的上下游2D處分別設(shè)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。以確保儀表在變化的過程條件下符合其精度指標

注：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表滿足您的精度要求。

3．當需要將實測壓力和溫度信號用于補償質(zhì)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(zhì)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(huán)節(jié)，若安裝環(huán)節(jié)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，上游應有不小于15D(D為管道直徑)的等徑直管段，下游應有不小于5D的等徑直管段。

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

如果安裝點上游有90°彎頭或下行接頭，上游應有不小于20D的等徑直管段，下游應有不小于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(diào)節(jié)閥或壓力調(diào)節(jié)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，上游應有不小于25D的等徑直管段，下游應有不小于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(guān)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，由于流量計的下垂非常容易造成流量計于法蘭的密封泄露，若不得已安裝時，必須在流量計的上下游2D處分別設(shè)置管道緊固裝置。

一，工業(yè)生產(chǎn)過程

流量儀表是過程自動化儀表與裝置中的大類儀表之一，它被廣泛適用于冶金、電力、煤炭、化工、石油、交通、建筑、輕紡、食品、醫(yī)藥、農(nóng)業(yè)、環(huán)境保護及人民日常生活等國民經(jīng)濟各個領(lǐng)域，是發(fā)展工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，節(jié)約能源，改進產(chǎn)品質(zhì)量，提高經(jīng)濟效益和管理水平的重要工具在國民經(jīng)濟中占有重要的地位。在過程自動化儀表與裝置中，流量儀表有兩大功用：作為過程自動化控制系統(tǒng)的檢測儀表和測量物料數(shù)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(zhì)（壓縮空氣、氧、氮、氫、水）等。能源計量是科學管理能源，實現(xiàn)節(jié)能降耗，提高經(jīng)濟效益的重要手段。流量儀表是能源計量儀表的重要組成部分，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(shù)量極其龐大的流量計，它們是能源管理和經(jīng)濟核算不可缺少的工具。

三，環(huán)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(huán)境。國家把可持續(xù)發(fā)展列為國策，環(huán)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(chǔ)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表和流量計，組成連櫝排放監(jiān)視系統(tǒng)。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(guī)則，氣體組分變化不定，流速范圍大，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，但應用并不普遍。隨著環(huán)保問題的突出，管道運輸?shù)奶攸c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(diào)度的眼睛，亦是安全監(jiān)沒和經(jīng)濟核算的必備工具。

五，生物技術(shù)

21世紀將迎來生命科學的世紀，以生物技術(shù)為特征的產(chǎn)業(yè)將獲得迅速發(fā)展。生物技術(shù)中需監(jiān)測計量的物質(zhì)很多，如血液，尿液等。儀表開發(fā)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(shù)量多，且品種極其繁雜。據(jù)統(tǒng)計流量計100多種中很大一部分是應科研之需用的，它們并不批量生產(chǎn)，在市面出售，許多科研機構(gòu)和大企業(yè)皆設(shè)專門小組研制專用的流量計。

七，海洋氣象，江河湖泊

這些領(lǐng)域為敞開流道，一般需檢測流速，然后推算流量。流速計和流量計所依據(jù)的物理原理及流體力學基礎(chǔ)是共通的但是儀表原理及結(jié)構(gòu)以及使用條件有很大差別。