蒸汽流量計(jì)應(yīng)用領(lǐng)域

一，工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程

流量?jī)x表是過(guò)程自動(dòng)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(hù)及人民日常生活等國(guó)民經(jīng)濟(jì)各個(gè)領(lǐng)域，是發(fā)展工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，節(jié)約能源，改進(jìn)產(chǎn)品質(zhì)量，提高經(jīng)濟(jì)效益和管理水平的重要工具在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占有重要的地位。在過(guò)程自動(dòng)化儀表與裝置中，流量?jī)x表有兩大功用：作為過(guò)程自動(dòng)化控制系統(tǒng)的檢測(cè)儀表和測(cè)量物料數(shù)量的總量表。

二，能源計(jì)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?xì)?、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(jì)量是科學(xué)管理能源，實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗，提高經(jīng)濟(jì)效益的重要手段。流量?jī)x表是能源計(jì)量?jī)x表的重要組成部分，水、人工燃?xì)狻⑻烊粴?、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(jì)，它們是能源管理和經(jīng)濟(jì)核算不可缺少的工具。

三，環(huán)境保護(hù)工程

煙氣，廢液、污水等的排放嚴(yán)重污染大氣和水資源，嚴(yán)重威脅人類生存環(huán)境。國(guó)家把可持續(xù)發(fā)展列為國(guó)策，環(huán)境保護(hù)將是21世紀(jì)的最大課題?？諝夂退奈廴疽玫娇刂?，必須加強(qiáng)管理，而管理的基礎(chǔ)是污染量的定量控制。

我國(guó)是以煤為主要能源的國(guó)家，全國(guó)有上百萬(wàn)個(gè)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(xiàng)目，每個(gè)煙囪必須是安裝煙氣分析儀表和流量計(jì)，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(wú)直管段等。

四，交通運(yùn)輸

有五種方式：鐵路公路、航空、水運(yùn)、和管道運(yùn)輸。其中管道運(yùn)輸雖早已有之，但應(yīng)用并不普遍。隨著環(huán)保問(wèn)題的突出，管道運(yùn)輸?shù)奶攸c(diǎn)引起人們的重視。管道運(yùn)輸必須裝備流量計(jì)，它是控制、分配和調(diào)度的眼睛，亦是安全監(jiān)沒和經(jīng)濟(jì)核算的必備工具。

五，生物技術(shù)

21世紀(jì)將迎來(lái)生命科學(xué)的世紀(jì)，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(cè)計(jì)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(xué)實(shí)驗(yàn)

科學(xué)實(shí)驗(yàn)需要的流量計(jì)不但數(shù)量多，且品種極其繁雜。據(jù)統(tǒng)計(jì)流量計(jì)100多種中很大一部分是應(yīng)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(jī)構(gòu)和大企業(yè)皆設(shè)專門小組研制專用的流量計(jì)。

七，海洋氣象，江河湖泊

這些領(lǐng)域?yàn)槌ㄩ_流道，一般需檢測(cè)流速，然后推算流量。流速計(jì)和流量計(jì)所依據(jù)的物理原理及流體力學(xué)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。

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

傳感器盡量避免在架空的非常長(zhǎng)的管道上安裝，這樣時(shí)間一長(zhǎng)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(shí)，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(jì)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(yīng)不受干擾。上游直管段部分的長(zhǎng)度應(yīng)為流量計(jì)口徑（D）的大約15倍，下游直管段部分的長(zhǎng)度應(yīng)為流量計(jì)口徑（D）的大約5倍。以確保儀表在變化的過(guò)程條件下符合其精度指標(biāo)

注：如您的應(yīng)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(dāng)需要將實(shí)測(cè)壓力和溫度信號(hào)用于補(bǔ)償質(zhì)量流量或標(biāo)準(zhǔn)流量時(shí)，請(qǐng)?jiān)跉怏w流量計(jì)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(jì)安裝對(duì)直管段的要求：正確地選擇安裝點(diǎn)和正確安裝流量計(jì)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(cè)量精度，重者會(huì)影響流量計(jì)的使用壽命，甚至?xí)p壞流量計(jì)。它的詳細(xì)要求如下：

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

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

如果安裝點(diǎn)上游有90°彎頭或下行接頭，上游應(yīng)有不小于20D的等徑直管段，下游應(yīng)有不小于5D的等徑直管段。

如果安裝點(diǎn)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(jì)下游5D以遠(yuǎn)處，若必須安裝在流量計(jì)的上游， 蒸汽流量計(jì)上游若有活塞式或柱塞式泵，活塞式或羅茨式風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)，上游應(yīng)有不小于25D的等徑直管段，下游應(yīng)有不小于5D的等徑直管。

特別注意：蒸汽流量計(jì)安裝點(diǎn)的上游較近處若裝有閥門，不斷地開關(guān)閥門，對(duì)流量計(jì)的使用壽命影響極大，非常容易對(duì)流量計(jì)造成永久性損壞。盡量避免在架空的非常長(zhǎng)的管道上安裝，這樣時(shí)間一長(zhǎng)后，由于流量計(jì)的下垂非常容易造成流量計(jì)于法蘭的密封泄露，若不得已安裝時(shí)，必須在流量計(jì)的上下游2D處分別設(shè)置管道緊固裝置。

在計(jì)量液體時(shí)，務(wù)必使流量計(jì)傳感器始終完全充滿介質(zhì)，無(wú)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(duì)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(dòng)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(yīng)提供氣體分離器。

在易于振動(dòng)的長(zhǎng)管路中進(jìn)行安裝時(shí)，應(yīng)在流量計(jì)的上下游安裝消除器。

對(duì)于蒸汽應(yīng)用，儀表安裝應(yīng)避免安裝在U形彎底部，避免因吸收冷凝而在開車時(shí)導(dǎo)致的水錘現(xiàn)象，水錘的強(qiáng)度導(dǎo)致傳感機(jī)構(gòu)過(guò)分受力，致使傳感器永久損壞。

正確的選用渦街流量計(jì)是保證用好渦街流量計(jì)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(hào)、介質(zhì)種類。

1.國(guó)內(nèi)外天然氣計(jì)量狀況簡(jiǎn)要回顧 天然氣作為一種優(yōu)質(zhì)能源和化工原料其計(jì)量越來(lái)越被人們重視。歐美等工業(yè)化水平較高的發(fā)達(dá)國(guó)家，對(duì)天然氣計(jì)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(duì)貿(mào)易天然氣的計(jì)量十分重視。從流量計(jì)選型上，歐洲主要使用渦輪、腰輪流量計(jì)，如在荷蘭渦輪、腰輪流量計(jì)的使用約占80%，在加拿大渦輪流量計(jì)的使用約占90%，而美國(guó)則以使用蒸汽為主，約占80%。從整體上來(lái)看，在流量計(jì)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(jì)使用的高潮，90年代中后期則掀起了超聲流量計(jì)熱潮。

2.蒸汽流量計(jì)近幾年，我國(guó)天然氣計(jì)量技術(shù)新進(jìn)展 我國(guó)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(jì)的計(jì)量技術(shù)，由于其固有的缺陷，如蒸汽在使用過(guò)程中的不斷磨損、腐蝕；現(xiàn)場(chǎng)阻力件組合形式遠(yuǎn)不止標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的7種情況；現(xiàn)場(chǎng)旋渦流、脈動(dòng)流影響因素復(fù)雜；對(duì)于氣量波動(dòng)大、變化頻率高的狀況適應(yīng)性差；導(dǎo)壓管易引起信號(hào)滯后等，不能保證其計(jì)量準(zhǔn)確度，這給流量工作者帶來(lái)了新的研究課題。

我們向熱用戶送出的蒸汽都是過(guò)熱蒸汽，但是在經(jīng)過(guò)長(zhǎng)距離輸送后，隨著工況（一般指溫度和壓力）的變化，過(guò)熱蒸汽會(huì)因?yàn)闊崃繐p失溫度降低而使其從過(guò)熱狀態(tài)進(jìn)入飽和或過(guò)飽和狀態(tài)（壓力0.58MPa溫度164℃為過(guò)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(shuō)遠(yuǎn)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(lái)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(guò)熱飽和蒸汽，簡(jiǎn)稱過(guò)熱蒸汽，其含水量可忽略不計(jì)（X=1）；干度差的稱濕飽和蒸汽，含水量最多可達(dá)30%，這就存在著飽和蒸汽的“兩相流”問(wèn)題。

1、表體中同時(shí)集成溫壓補(bǔ)償補(bǔ)償功能，可測(cè)量流體的標(biāo)準(zhǔn)體積流量或標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量流量。

2、 全智能化、數(shù)字化電路設(shè)計(jì)，可自動(dòng)補(bǔ)償被測(cè)流體密度或標(biāo)況體積計(jì)算。

3、 全新的數(shù)字濾波和修正功能使流量測(cè)量更加精準(zhǔn)可靠。

4、 電池供電型無(wú)需外接電源既可連續(xù)工作兩年以上。

5、 全新點(diǎn)陣漢字液晶顯示，使用操作更方便。

(1) 電學(xué)原理：用于此類原理的儀表有電磁式、差動(dòng)電容式、電感式、應(yīng)變電阻式等。

(2) 聲學(xué)原理：利用聲學(xué)原理進(jìn)行流量測(cè)量的有超聲波式．聲學(xué)式(沖擊波式)等。

(3) 熱學(xué)原理：利用熱學(xué)原理測(cè)量流量的有熱量式、直接量熱式、間接量熱式等。

(4) 光學(xué)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(biāo)記原理(示蹤原理、核磁共振原理)、相關(guān)原理等。

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(wú)機(jī)械運(yùn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)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(duì)流體的流速敏感，因而可以通過(guò)配接不同的管道直徑，來(lái)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(dòng)管道流量傳感器全直通的特性在很多應(yīng)用場(chǎng)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(dòng)的流動(dòng)受到流量開關(guān)的阻礙，因而可能導(dǎo)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(shí)施在線監(jiān)控而避免生產(chǎn)事故的發(fā)生。4.簡(jiǎn)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。可以直觀的顯示當(dāng)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(hào)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(duì)氣體、液體等流量進(jìn)行監(jiān)控。6. 無(wú)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(duì)流體幾乎沒有壓力損失，在很多場(chǎng)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。

蒸汽主要用孔板、渦街流量計(jì)等來(lái)測(cè)量，其中以渦街流量計(jì)更為常見，其主要用于工業(yè)管道介質(zhì)流體的流量測(cè)量，如氣體、液體、蒸氣等多種介質(zhì)。其特點(diǎn)是壓力損失小，量程范圍大，精度高，在測(cè)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。無(wú)可動(dòng)機(jī)械零件，因此可靠性高，維護(hù)量小。儀表參數(shù)能長(zhǎng)期穩(wěn)定。渦街流量計(jì)采用壓電應(yīng)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(biāo)準(zhǔn)信號(hào),也有數(shù)字脈沖信號(hào)輸出，容易與計(jì)算機(jī)等數(shù)字系統(tǒng)配套使用，是一種比較先進(jìn)、理想的測(cè)量?jī)x器。

渦街流量計(jì)是根據(jù)卡門（Karman）渦街原理測(cè)量氣體、蒸汽或液體的體積流量、標(biāo)況的體積流量或質(zhì)量流量的體積流量計(jì)。并可作為流量變送器應(yīng)用于自動(dòng)化控制系統(tǒng)中。

該儀表采用先進(jìn)的差動(dòng)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(hào)數(shù)據(jù)紊亂等問(wèn)題，并采用了獨(dú)特的傳感器封裝技術(shù)和防護(hù)措施，保證了產(chǎn)品的可靠性。產(chǎn)品有基本型和復(fù)合型兩種型式，基本型測(cè)量單一流量信號(hào)；復(fù)合型可同時(shí)實(shí)現(xiàn)溫度、壓力、流量的測(cè)量。每種型式都有整體、分體結(jié)構(gòu)，以適應(yīng)不同的安裝環(huán)境。

渦街流量計(jì)的測(cè)量原理飽和蒸汽流量測(cè)量在80年代人們普遍采用標(biāo)準(zhǔn)孔板流量計(jì)，但從流量?jī)x表發(fā)展?fàn)顩r來(lái)看，孔板流量計(jì)盡管其歷史悠久、應(yīng)用范圍廣；人們對(duì)它的研究也最充分，試驗(yàn)數(shù)據(jù)最完善，但用標(biāo)準(zhǔn)孔板流量計(jì)來(lái)測(cè)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(dǎo)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(duì)流量波動(dòng)較大易造成測(cè)量值偏低。而渦街流量計(jì)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(jì)的壓力損失較小，量程范圍寬，對(duì)飽和蒸汽測(cè)量量程比可達(dá)30比1。因此，隨著渦街流量計(jì)測(cè)量技術(shù)的成熟，渦街流量計(jì)的使用越來(lái)越受到人們的青睞。

渦街流量計(jì)是應(yīng)用流體振蕩原理來(lái)測(cè)量流量的，流體在管道中經(jīng)過(guò)渦街流量變送器時(shí)，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(guò)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(guò)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(wú)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(dāng)雷諾數(shù)Re在102~105范圍內(nèi)，St值約為0.2，因此，在測(cè)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(guò)測(cè)量旋渦頻率就可以計(jì)算出流過(guò)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(guò)旋渦發(fā)生體的截面積。應(yīng)用場(chǎng)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(jī)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。