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工業(yè)鍋爐蒸汽計(jì)量表*—江蘇天罡儀表有限公司

原理：

渦街流量計(jì)是根據(jù)“卡門渦街”原理研制成的流體振蕩式流量測量儀表。在一定雷諾數(shù)范圍內(nèi)旋渦的分離頻率與旋渦發(fā)生體的幾何尺寸、管道的幾何尺寸有關(guān)，旋渦的頻率正比于流量，其結(jié)構(gòu)原理如圖1所示。

渦街流量計(jì)所測量的是旋渦發(fā)生體兩側(cè)的平均速度u1，而反映被測流量的是管道中的平均流速u，它們之間的關(guān)系式為

式中：f為旋渦頻率，Hz；Sr為斯特勞哈爾數(shù)；u1為發(fā)生體兩側(cè)的平均流速，m/s；d為發(fā)生體迎流面的寬度，m；u為被測介質(zhì)來流的平均流速，m/s；m為旋渦發(fā)生體兩側(cè)弓形面積與管道橫截面面積之比，不可壓縮流體中，由于流體密度ρ不變，由連續(xù)性方程可得到m=u/u1。

由此可得體積流量為

  式中K為渦街流量計(jì)的儀表系數(shù)，1/m3。

  從式（3）可見，渦街流量計(jì)的儀表系數(shù)僅與其機(jī)械結(jié)構(gòu)和斯特勞哈爾數(shù)相關(guān)，與來流流量無關(guān)。而K又表征著渦街流量計(jì)的計(jì)量特性，在下文中，重點(diǎn)分析在各種不同流體介質(zhì)條件下K的變化規(guī)律。

2、理論分析與計(jì)算：

蒸汽對渦街流量計(jì)計(jì)量特性的影響主要有如下3個因素：首先從式（3）中可以看出，影響K值大小的因素主要有機(jī)械結(jié)構(gòu)尺寸D、m、d和斯特勞哈爾數(shù)Sr4個變量．從渦街流量計(jì)基本原理上分析，在不同流體介質(zhì)條件下，機(jī)械結(jié)構(gòu)尺寸的變化主要是由于溫度的變化帶來的熱脹冷縮引起，其次不同流體可壓縮性的差異也會導(dǎo)致儀表系數(shù)的偏差。此外Sr受雷諾數(shù)的影響，而雷諾數(shù)又受黏度的影響，流體的不同帶來黏度的不同，根據(jù)相關(guān)的研究黏度對渦街流量計(jì)儀表系數(shù)的影響可以忽略。下文主要分析前2個因素對華云蒸汽流量計(jì)的影響。

相關(guān)的研究表明，當(dāng)渦街流量計(jì)發(fā)生體為圖1所示形狀時，在d/D＝0.28時，產(chǎn)生的旋渦強(qiáng)度和旋渦的穩(wěn)定性好，故取d/D＝0.28代入式（6）中得

由金屬材料的線性膨脹公式得

Dt=D20[1+α（t−20）] （8）

式中：Dt為殼體溫度為t的直徑；D20為20℃時殼體的直徑；α為材料線性膨脹系數(shù)。

將式（8）帶入式（7）中得到由于溫度變化而引起的儀表系數(shù)的變化為

發(fā)生體和殼體為不銹鋼材質(zhì)（1Crl8Ni9Ti），在20～300℃時線性膨脹系數(shù)α為16.6×10-6，將α和不同溫度下的Kt帶入式（9）中得到數(shù)據(jù)如表1所示。

在表1中，Kt/K20表示溫度為t和20℃時儀表系數(shù)之比，表示溫度為t時儀表系數(shù)的相對變化量，即由于蒸汽溫度的不同所引入的計(jì)量偏差，由此計(jì)算分析可以看出溫度對機(jī)械結(jié)構(gòu)尺寸的變化引起對儀表系數(shù)K的影響，隨著溫度的升高，造成的計(jì)量偏差也越來越大。

目前市場上測量蒸汽流量計(jì)有一體式蒸汽流量計(jì)，和分體式蒸汽流量計(jì)，一體式蒸汽流量計(jì)是不需要接線的，那么分體式現(xiàn)場安裝設(shè)計(jì)到接線要求，下面我們首先介紹一下分體式蒸汽流量計(jì)的性能工作原理和接線要求：

蒸汽流量計(jì)一般都是三線制脈沖輸出，我們用蒸汽流量計(jì)24V+接DS-2100的流量積算儀的19號端子，用蒸汽流量計(jì)24V-接DS-2100的流量積算儀的3號端子，蒸汽流量計(jì)脈沖輸出端子接DS-2100的流量積算儀的2號端子，然后3和20號端子串聯(lián)。

上列圖片是壓力傳感器接線示意圖，壓力變送器的24V+接TG-2100的流量積算儀6號端子，壓力變送器24V-接DS-2100的流量積算儀19號端子，TG-2100的流量積算儀7和20號端子串聯(lián)。

這個圖片接線示意圖是溫度傳感器的接線示意圖，一般溫度傳感器是三線制，其中溫度傳感器紅色端子接TG-2100的流量積算儀10號端子，溫度傳感器剩余2個白色端子接TG-2100的流量積算儀10和11號端子即可。

參數(shù)：

1.蒸汽溫度，壓力

常用在150度-飽和250度之間，壓力在4-10kg左右，如果知道具體的蒸汽溫度和壓力就可以通過蒸汽密度表查處蒸汽的密度。

2.蒸汽鋪設(shè)管道的口徑大小

如果用戶單位不知道自己蒸汽用量大小，那么我們可以根據(jù)用戶單位的鍋爐大小，在參考我們蒸汽流量計(jì)的量程就可以確定合理的蒸汽管道口徑。

選型：

蒸汽計(jì)量儀表有很多種類，因?yàn)槊绹?，日本，德國等發(fā)達(dá)使用的差壓類的蒸汽流量計(jì)比較多，所以現(xiàn)在大型企業(yè)使用這類差壓類的蒸汽流量計(jì)比較多（孔板，德爾塔巴等）。

對于中小企業(yè)，沒有使用過蒸汽流量計(jì)的，那么*使用我公司生產(chǎn)的AK-LUGB型渦街流量計(jì)，因?yàn)檫@款流量計(jì)不但計(jì)量準(zhǔn)確，而且選型，性價(jià)比都比較好，是現(xiàn)代蒸汽計(jì)量使用廣泛的。

蒸汽的計(jì)量不像家庭用的水表，因?yàn)檎羝拿芏入S著溫度和壓力的變化在不斷變化的，所以蒸汽的流量也是在時時變化的，用戶單位要想準(zhǔn)確計(jì)量蒸汽用量，需要清楚知道自身蒸汽量，蒸汽的溫度，壓力，蒸汽管道口徑，或者是蒸汽燃燒鍋爐的產(chǎn)氣量等。

安裝：

1.渦街蒸汽流量計(jì)須避開有強(qiáng)磁場和有強(qiáng)震場所

2.流量計(jì)安裝點(diǎn)前后如果有閥門或者彎頭時，需要有足夠的直管段安裝距離。下圖為某用戶單位的錯誤安裝（直管段無法保證）

3.安裝流量計(jì)的管道應(yīng)該固定以減少管道震動

用量計(jì)量在二十年前一直是很困難的，過去計(jì)量蒸汽用量的一般是大型發(fā)電廠，鋼鐵廠，這些企業(yè)使用的計(jì)量儀表和方法都是*，普通用戶單位根本沒辦法用這些技術(shù)，并且這些蒸汽計(jì)量儀表的選型采購，維護(hù)保養(yǎng)都很復(fù)雜，導(dǎo)致中小企業(yè)很少計(jì)量蒸汽用量，隨著現(xiàn)在蒸汽用量的增加，蒸汽計(jì)量也成為買賣雙方和企業(yè)內(nèi)部成本考核的重要標(biāo)準(zhǔn)。[工業(yè)鍋爐蒸汽計(jì)量表*]