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LUGB-dn15涡街流量计

更新时间:2017-04-10      浏览次数:1312

dn15涡街流量计产品的种类和适用范围

  • LUGB/E系列满管型涡街流量仪表
  • LUGB/E系列插入型涡街流量仪表   

  LUGB/E型涡街流量仪表广泛适用于石油化工、冶金、热力纺织造纸等行业对过热蒸汽、饱和蒸汽、压缩空气和一般气体(氧气、氮气、氢气、天然气、煤气等) 、水和液体(如:水、汽油、酒精、苯类等)的计量和控制.

dn15涡街流量计工作原理

在流体中设置非流线型旋涡发生体(阻流体),则从旋涡发生体两侧交替地产生两列有规则的旋涡,这种旋涡称为卡曼旋涡,如图(一)所示。                          

            图(一)

在旋涡发生体下游形成交替有规律的旋涡列。设旋涡的发生频率为f,被测介质来流的平均速度为V,旋涡发生体迎流面宽度为d,根据卡曼涡街原理,有如下关系式:
                         f=StV/d                 公式(1)

式中:

f-发生体一侧产生的卡门旋涡频率HZ

St-斯特劳哈尔数(无量纲数)

V-流体的平均流速 (m/s)

d-旋涡发生体的宽度 (m)

由此可见,通过测量卡曼涡街分离频率便可算出瞬时流量。其中,斯特罗哈尔数(St)是无因次未知数,

图(二)表示斯特劳哈尔数(St)与雷诺数(Re)的关系。

                                    图(二)

在曲线表中St=0.17的平直部分,漩涡的释放频率与流速成正比,即为涡街流量传感器测量范围度。只要检测出频率f就可以求得管内流体的流速,由流速V求出体积流量。所测得的脉冲数与体积量之比,称为仪表常数(K),见式(2)

                        K=3600f/Q(1/m³)              公式(2)

式中:K=仪表常数(m-3)。

f=脉冲个数

Q=体积流量(m³)

dn15涡街流量计技术指标表

公称通径(mm)

15、20、25,40,50,65,80,100,125,150,200,250,300,(300~1000插入式)

公称压力(MPa)

DN15-DN200 4.0(>4.0协议供货),DN250-DN300 1.6(>1.6协议供货)

介质温度(℃)

压电式:-40~150,-40~260,-40~330;电容式: -40~400,-40~500(协议订货)

本体材料

1Cr18Ni9Ti,(其它材料协议供货)

允许振动加速度

压电式:0.2g      电容式:1.0~2.0g

±1%R,±1.5%R;插入式:±2.5%R,

范围度

1:6~1:30

供电电压

传感器:DC +12V,DC +24V;变送器:DC +12V ,DC +24V;电池供电型:3.6V电池

输出信号

方波脉冲(不包括电池供电型):高电平≥5V,低电平≤1V;电流:4~20mA

压力损失系数

符合JB/T9249标准 Cd≤2.4

防爆标志

本安型:ExdⅡia CT2-T5隔爆型:ExdⅡCT2-T5      

防护等级

普通型IP65     潜水型 IP68

环境条件

温度-20℃~55℃,相对湿度5%~90%,大气压力86~106kPa

适用介质

气体、液体、蒸汽

传输距离

三线制脉冲输出型:≤300m,两线制标准电流输出型 (4~20mA) ≤1500m;负载电阻≤750Ω;  RS485/HART≤1200m.

涡街流量计仪表口径的确定和安装设计

仪表选型是仪表应用中非常重要的工作,仪表选型的正确与否将直接影响到仪表是否能够正常运行.因此用户和设计单位在选用本公司产品时,请仔细阅读本节资料,认真核对流体的工艺参数并随时可与我公司的销售或部门,以确保选型正确。

一.适用流量范围和仪表口径的确定

仪表口径的选择,根据流量范围确定。不同口径涡街流量仪表的测量范围是不一样的。即使同一口径流量,用于不同介质时,它的测量范围也是不一样的。实际可的流量范围需要通过计算确定。

(一)参比条件下空气及水的流量范围,见表(二),参比条件如下:

1.气体:常温常压空气,t=20℃,P=0.1MPa(绝压),ρ=1.205 kg/m3,υ=15×10-6 m2/s。

2.液体:常温水,t=20℃,ρ=998.2kg/m3,υ=1.006×10-6m2/s。

(二)确定流量范围和仪表口径基本步骤:

1. 明确以下工作参数。

(1)被测介质的名称、组份

(2)工作状态的zui小、常用zui大流量

(3)介质的zui低、常用、zui高压力和温度

(4)工作状态下介质的粘度

表()  参比条件下涡街流量传感器工况流量范围表 注:表中(300)~(1000)口径为插入式

仪表口径

(mm)

液体

气体

测量范围

(m3/h)

输出频率范围

(Hz)

测量范围

(m3/h)

输出频率范围

(Hz)

15

0.35

  35600

2.220

2602000

20

0.610

     29420

440

2101900

25

1.216

25336

 

8.8~70

1901140

32

   1.820

18264

10150

1561080

40

240

10200

27205

1401040

50

360

8160

35380

941020

65

485

6120

60600

94940

80

6.5~130

4.182

861100

55690

100

12~220

4.769

1331700

42536

125

15350

3.257

1502000

38475

150

20~450

2.843

3474000

33380

200

45~800

231

560~8000

22315

250

65~1250

1.525

89011000

18221

300

952000

1.224

136018000

16213

(300)

100~1500

5.587

 

1560~15600

85880

(400)

180~3000

5.687

2750~27000

85880

(500)

300~4500

5.688

4300~43000

85880

(600)

450~6500

5.789

610061000

85880

(800)

75010000

5.788

11000~110000

85880

(1000)

12001700

5.888

17000~170000

85880

>(1000)

协议

 

协议

 

 

表(三) 常用气体介质的标准状态密度(0℃,绝压P=0.1MPa)

 

气体名称

密度(kg/m3)

气体名称

密度(kg/m3)

空气(干)

1.2928

乙炔

1.1717

氮气

1.2506

乙烯

1.2604

氧气

1.4289

丙烯

1.9140

氩气

1.7840

甲烷

0.7167

氖气

0.9000

乙烷

1.3567

氨气

0.7710

丙烷

2.0050

氢气

0.08988

丁烷

2.7030

一氧化碳

1.97704

天然气

0.8280

二氧化碳

1.3401

煤制气

0.8020

选型举例:

:已知气体压力和温度及标况下的流量时

某压缩空气,标况流量范围为QN=1200-12000Nm3/h,压力P=0.7Mpa(表压),温度t=30℃。试确定流量计口径。

步骤一:计算压缩空气的工况体积流量

由公式(3):

工况使用下限体积流量为:

Qvmin=QN×0.101325×(273.15+t)/293.15/(P +0.1)

   =1200×0.101325×(273.15+30)/293.15/(0.7 +0.1)

    =157(m3/h) 

工况使用流量上限为: Qvmax=1570(m3/h)

步骤二:根据使用工况量范围157-1570m3/h,查表(二),满足下限流量条件的流量计为DN8DN100和DN125,考虑到上限流量1270m3/h及使用效果和经济成本,初选DN100, DN100流量计的工况流量范围是100-1700m3/h,接近使用流量范围,初选DN100流量计,但应具体核算DN100流量计在该工况条件下的可测下限流量。核算DN100流量计在该工况条件下的可测下限流量:

  

dn15涡街流量计仪表的安装设计

    仪表的正确安装是保障仪表正常运行的重要环节,若安装不当,轻则影响仪表的使用精度,重则会影响仪表的使用寿命,甚至会损坏仪表。

  • 安装环境要求:
    • 尽可能避开强电设备、高频设备、强开关电源设备。仪表的供电电源尽可能与这些设备分离。
    • 避开高温热源和辐射源的直接影响。若必须安装,须有隔热通风措施。
    • 避开高湿环境和强腐蚀气体环境。若必须安装,须有通风措施。
    • 涡街流量仪表应尽量避免安装在振动较强的管道上。若必须安装,须在其上下游2D处加设管道紧固装置,并加防振垫,加强抗振效果。
    • 仪表安装在室内,安装在室外应注意防水,特别注意在电气接口处应将电缆线弯成U形,避免水顺着电缆线进入放大器壳内。
    • 仪表安装点周围应该留有较充裕的空间,以便安装接线和定期维护。
  • 仪表管道安装要求
    • 涡街流量仪表对安装点的上下游直管段有一定要求,否则会影响介质在管道中的流场,影响仪表的测量精度。仪表的上下游直管段长度要求见图(三)  DN为仪表称口径  单位:mm 

注:调节阀尽可能不安装在涡街流量仪表的上游,而应安装在涡街流量仪表的下游10D处。

  • 上、下游配管内径应相同。如有差异,则配管内径Dp与涡街仪表表体内径Db,应满足以下关系

0.98DbDp1.05Db

         上、下游配管应与流量仪表表体内径同心,它们之间的不同轴度应小于0.05Db

  • 仪表与法兰之间的密封垫,在安装时不能凸入管内,其内径应比表体内径大1-2mm
  • 测压孔和测温孔的安装设计。被测管道需要安装温度和压力变送器时,测压孔应设置在下游3-5D处,测温孔应设置在下游6-8D处,见图(七)。D为仪表公称口径,单位:mm
  • 仪表在在管道上可以水平、垂直或倾斜安装。
  • 测量气体时,在垂直管道安装仪表,气体流向不限。但若管道内含少量液体,为了防止液体进入仪表测量管,气流应自下而上流动,如图(四)a所示
  • 测量液体时,为了保证管内充满液体,所以在垂直或倾斜管道安装仪表时,应该保证液体流动方向从下而上。若管道内含少量气体,为了防止气体进入仪表测量管,仪表应安装在管线的较低处

如图(四)b所示

                    图(四)

  • 测量高温、低温介质时,应注意保温措施。转换器内部(表头壳体内)高温一般不应超过70℃;低温易使转换器内部出现凝露,降低印制电路板的绝缘阻抗,影响仪表正常工作。

 

四)插入式涡街流量仪表安装步骤

  • 在管道上用气焊开一个略小于φ100mm的圆孔,并把圆孔周围毛刺清除干净,以保证测头旋转流利
  • 在管道圆孔处焊上厂家提供的法兰,要求法兰轴线与管道轴线垂直。
  • 将球阀及传感器安装在焊接好的法兰上。
  • 调节丝杠,使插入深度符合要求(保证测头中心轴线和管道中心轴线重合),流体流向必须与方向标上的指示箭头保持一致。
  • 均匀拧紧压盖上的螺丝。(注:压盖的松紧程度决定仪表的密封程度和丝杠能否旋动)
  • 检查各环节是否完成好,慢慢打开阀门观察是否有泄漏(需特别注意人身安全)若有泄露请重复步骤5、6。

(五)压力变送器和Pt100安装示意图

?

一. 输出频率信号的三线制涡街流量仪表配线设计 

输出频率信号的三线制流量传感器采用DC24V或DC12V电源供电,一般通过三芯屏蔽电缆线(RWP3×0.5mm)与显示仪表或计算机相连,屏蔽层应可靠地接到放大器壳的接地螺丝上。屏蔽电缆线的选择应适合现场环境要求,另外屏蔽电缆线要与其它强功率电力线分离,不能平行走线。传感器端子接线见图(八)

            

二.输出标准4~20mA电流信号的两线制涡街流量仪表配线设计

 输出标准4~20mA电流信号的两线制变送器采用DC24V电源供电,一般通过两芯屏蔽电缆线(RWP2×0.5mm)与显示仪表或计算机相连,屏蔽层应可靠地接到放大器壳的接地螺丝上。屏蔽电缆线的选择应适合现场环境要求,另外屏蔽电缆线要与其它强功率电力线分离,不能平行走线。变送器端子接线见图(九)

三.带RS-485通讯接口功能的涡街流量仪表配线设计

带RS-485通讯功能的涡街流量仪表采用DC24V电源供电,与其它设备之间采用四线制传输方式。仪表端子接线见图(十)

四.防暴型涡街流量仪表配线设计

三线制脉冲输出型涡街流量仪表与LB978齐纳安全栅相连、LUGB/E两线制标准4~20mA电流输出型涡街流量仪表与LB987S齐纳安全栅相连可构成本质安全型防爆系统,产品防爆标志为Ex ia Ⅱ CT2-T5。

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