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防爆型天然氣流量計

 防爆型天然氣流量計被廣泛適用於冶金、電力、煤炭、化工、石油、交通、建築、輕紡、食品、醫***、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占有重要的地位。 
 防爆型天然氣流量計在流體中設置三角柱型旋渦發生體,則從旋渦發生體兩側交替地產生有規則的旋渦,旋渦列在旋渦發生體下遊非對稱地排列。 
參數及要求 
測量介質: 氣體、液體、蒸氣 

連接方式:卡裝式、法蘭式、插入式 
規格 法蘭卡裝式口徑選擇 25,32,50,80,10 
防爆型天然氣流量計法蘭式口徑選擇 100,150,200 
    
防爆型天然氣流量計測量精度 1.0級 1.5級 
被測介質溫度:–25℃~100℃ 
–25℃~150℃ -25℃~250℃ 
    
防爆型天然氣流量計使用環境 溫度:-25℃~+55℃ 濕度:5~90% RH50℃ 
材質 不鏽鋼, 鋁合金 
電源 DC24V或鋰電池3.6V 
防爆等級 本安型iaIIbT3-T6

防爆型天然氣流量計能源分為一次能源(煤炭、煤層氣、石油氣)、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、)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。
該產品具有電路先進、功耗微低、量程比寬、結構簡單、阻力損失小、堅固耐用、用途廣、使用壽命長、工作穩定、便於安裝調試等特點。 
原理功能特點
1、防爆型天然氣流量計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、 防爆型天然氣流量計全智能化、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、 防爆型天然氣流量計電池供電型無需外接電源既可連續工作兩年以上。 
5、 防爆型天然氣流量計全新點陣漢字液晶顯示,使用操作更方便。
防爆型天然氣流量計 應用領域


防爆型天然氣流量計主要技術參數
公稱通徑 (mm) 25 , 40 , 50 , 65 , 80 , 100 , 125 , 150 , 200 , 250 , 300 , (300 ~ 1000 插入式 )
公稱壓力 (MPa) DN25-DN200 4.0(>4.0 協議供貨 ) , DN250-DN300 1.6(>1.6 協議供貨 )
介質溫度 (℃) 壓電式: -40 ~ 260 , -40 ~ 320 ;電容式: -40 ~ 300, -40 ~ 400 , -40 ~ 450 (協議訂貨)
本體材料 1Cr18Ni9Ti , ( 其它材料協議供貨 )
允許振動加速度 壓電式 : 0.2g 電容式 :1.0 ~ 2 .0g
精確度 ±1%R , ±1.5%R , ±1FS ;插入式: ±2.5%R , ±2.5%FS
範圍度 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 方波脈衝 ( 不包括電池供電型 ) :高電平 ≥5V ,低電平 ≤1V ;電流: 4 ~ 20mA
防爆型天然氣流量計壓力損失係數 符合 JB/T9249 標準  Cd≤2.4
防爆標誌 本安型: ExdⅡia CT2-T5 隔爆型: ExdⅡCT2-T5
防護等級 普通型 IP65 潛水型 IP68
防爆型天然氣流量計環境條件 溫度 -20℃ ~ 55℃ ,相對濕度 5% ~ 90% ,大氣壓力 86 ~ 106kPa
防爆型天然氣流量計適用介質 氣體、液體、蒸汽
傳輸距離 三線製脈衝輸出型: ≤ 300m ,兩線製標準電流輸出型 (4 ~ 20mA) :負載電阻 ≤750Ω

 
確定流量範圍和儀表口徑的基本步驟:
1 .防爆型天然氣流量計明確以下工作參數。
( 1 )被測介質的名稱、組份
( 2 )工作狀態的***小、常用流量
( 3 )介質的***低、常用、壓力和溫度
( 4 )工作狀態下介質的粘度
2 .防爆型天然氣流量計測量的是介質的工作狀態體積流量,因此應先根據工藝參數求出介質的工作狀態體積流量 , 相關公式如下:
( 1 )已知氣體標準狀態體積流量,可通過以下公
式求出工況體積流量
 公式( 3 )
(2) 已知氣體標準狀態密度ρ,可通過以下公
式求出工況密度
 公式( 4 )
( 3 )已知質量流量 Q m 換算為體積流量 Q v
 公式( 5 )
式中:
Q v : 介質在工況狀態下的體積流量 (m 3 /h)
( Q v = 3600f /K K: 儀表係數 )
Q o : 介質在標準狀態下的體積流量 (Nm 3 /h)
Q m : 質量流量 (t/h)
ρ: 介質在工況狀態下的密度 (kg/m 3 )
ρ o :介質在標準狀態下的密度 (kg/m 3 ) ,常用氣體介質的標準狀態密度,見表(三)
P : 工況狀態表壓 (MPa)
t : 工況狀態溫度 (℃)
3 .防爆型天然氣流量計下限流量的確定。渦街流量儀表的上限適用流量一般可不計算,渦街流量儀表口徑的選擇主要是對流量下限的計算。下限流量的計算應該滿足兩個條件:***小雷諾數不應低於界限雷諾數( Re=2×10 4 );對於應力式渦街流量儀表在下限流量時產生的旋渦強度應大於傳感器旋渦強度的允許 值(旋渦強度與升力 ρ v 2 成比例關係)。這些條件可表示如下:
由密度決定的工況可測下限流量:
 
由運動粘度決定的線性下限流量:
 公式( 7 )
式中:
Q ρ :滿足旋渦強度要求的***小體積流量 (m 3 /h)
ρ 0 : 參比條件下介質的密度  
Q υ : 滿足***小雷諾數要求的***小線性體積流量 (m 3 /h)
ρ : 被測介質工況密度( kg/m 3 )
Q 0 : 參比條件下儀表的***小體積流量
(m 3 /h)
υ : 工作狀態下介質的運動粘度 (m 2 /s)
υ o : 參比條件下介質的 運動粘度 (m 2 /s)
通過 公式( 6 )、( 7 )計算出 Q ρ 和 Q ν 。 比較 Q ρ 和 Q ν , 確定流量儀表可測下限流量和線性下限流量:
Q υ ≥ Q ρ :可測流量範圍為 Q ρ ~ Qmax , 線性流量範圍為 Q υ ~ Qmax
Q υ < Q ρ :可測流量範圍和 線性流量範圍為
Q ρ ~ Qmax
Qmax :渦街流量儀表的上限體積流量 (m 3 /h)
公式( 6 ) 4 .儀表上限流量以表 ( 二 ) 中的上限流量為準 . 氣體的上限流速應該小於 70m /s, 液體的上限流速應該小於 7m /s
5 . 當 用戶測量的介質為蒸汽時,常采用的計量單位是質量流量,即: t/h 或 Kg/h 。由於蒸汽(過熱蒸汽和飽和蒸汽)在不同溫度和壓力下的密度是不同的,因此蒸汽流量範圍的確定可由公式 (8) 進行計算得出
 公式( 8 )
式中:
ρ : 蒸汽的密度( kg/m 3 )
ρ 0 : 1.205kg /m 3
Q 蒸汽 :蒸汽質量流量( t/h )
6 .計算壓力損失,檢測 壓力損失對工藝管線是否有影響 ,公式 ( 單位: Pa) :
Δ p= Cd ρ V 2 /2 公式( 9 )
式中:
ρ :工況介質密度( kg/m 3 ) V: 平均流速( m/s )
7 . 被測介質為液體時 , 為防止氣化和氣蝕 , 應使管道壓力符合以下要求 :
p ≥ 2.7 Δ p+1.3p 0 公式( 10 )
式中:
Δ p: 壓力損失( Pa )
p 0 :工作溫度下液體的飽和蒸汽壓( Pa 絕壓)
Po: 流體的蒸汽壓力 (Pa 絕壓 )
8 . 防爆型天然氣流量計不適合測量高粘度液體。當計算出的可測流量下限不滿足設計工藝要求時,應該考慮選用其它類型流量計。
9 .通過計算如果有兩種口徑都可滿足要求,為了提高測量效果、降低造價,應選用口徑較小的表。應該注意的是,盡可能使常用量處在流量範圍上限的 1/2 ~ 2/3
Δ p: 壓力損失( Pa ) Cd :壓力損失係數
現場需求
低維護量-市場上大多數的渦街流量計是采用取壓孔或插入式檢測元件感應漩渦,一旦介質中雜質嵌入取壓孔或感應元件與表體間的縫隙,則造成信號變弱或不穩定。良好的設計應該是沒有容易堵塞的部分,從而降低維護量。
感應元件在線更換-某些廠家的感應元件與渦街發生體合二為一,看似簡單的設計卻給實際使用帶來不便。因為一旦感應部分失效,則需要將管道內介質排空泄壓後更換部件,影響生產。完善的設計應該是將二者分開,這樣就可以單獨更換感應部分,而無需將介質排空。
渦街流量計容易受到振動的幹擾,設計精良的渦街流量計可以通過硬件和數字信號處理將幹擾排除,從而得到穩定的信號。
渦街流量計安裝的一 煩事前後需要很長的直管段,有些廠家可以提供在流量計內部縮徑的設計,大大降低了用戶專門維渦街流量計配備直管段的需求。
應用原理
設旋渦的發生頻率為f,被測介質平均流速為 ,旋渦發生體迎流麵寬度為d,表體通徑為D,即可得到以下關係式:
f=SrU1/d=SrU/md (1)
式中 U1--旋渦發生體兩側平均流速,m/s;
Sr--斯特勞哈爾數;
m--旋渦發生體兩側弓形麵積與管道橫截麵麵積之比
管道內體積流量qv為
qv=πD2U/4=πD2mdf/4Sr (2)
K=f/qv=[πD2md/4Sr]-1 (3)
式中 K--流量計的儀表係數,脈衝數/m3(P/m3)。
K除與旋渦發生體、管道的幾何尺寸有關外,還與斯特勞哈爾數有關。斯特勞哈爾數為無量綱參數,它與旋渦發生體形狀及雷諾數有關,圖2所示為圓柱狀旋渦發生體的斯特勞哈爾數與管道雷諾數的關係圖。由圖可見,在ReD=2×104~7×106範圍內,Sr可視為常數,這是儀表正常工作範圍。當測量氣體流量時,VSF的流量計算式為圖2 斯特勞哈爾數與雷諾數關係曲線式中 qVn,qV--分別為標準狀態下(0oC或20oC,101.325kPa)和工況下的體積流量,m3/h;
Pn,P--分別為標準狀態下和工況下的絕對壓力,Pa;
Tn,T--分別為標準狀態下和工況下的熱力學溫度,K;
Zn,Z--分別為標準狀態下和工況下氣體壓縮係數。
由上式可見,VSF輸出的脈衝頻率信號不受流體物性和組分變化的影響,即儀表係數在一定雷諾數範圍內僅與旋渦發生體及管道的形狀尺寸等有關。但是作為流量計在物料平衡及能源計量中需檢測質量流量,這時流量計的輸出信號應同時監測體積流量和流體密度,流體物性和組分對流量計量還是有直接影響的。
渦街流量計便是依據卡門旋渦原理進行封閉管道流體流量測量的新型流量計。因其具有良好的介質適應能力,無需溫度壓力補償即可直接測量蒸汽、空氣、氣體、水、液體的工況體積流量,配備溫度、壓力傳感器可測量標況體積流量和質量流量,是節流式流量計的理想替代產品。
在實際應用中,往往最大流量遠低於儀表的上限值,隨著負荷的變化,最小流量又往往會低於儀表的下限值,使加工、安裝都不方便。研製的縱斷麵形狀為圓弧的LGZ變徑整流器,具有整流、提高流速及改變流速分布多重作用,其結構尺寸小,僅為工藝管內徑的1/3,與渦街流量計作成一體,不僅不需要另外附加一段直管段,還可以降低對工藝管直管段的要求,安裝非常方便。


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