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智能蒸汽流量計(jì)

品*：JKM/凱銘儀表
型號(hào)：JKM-LUGB
測(cè)量范圍：5-11000m3/h
精度等級(jí)：1.5級(jí)、1.0級(jí)
公稱通徑：DN20~DN1200
適用介質(zhì)：氣體、液體、蒸汽
工作壓力：1.6MPa~10MPa
工作溫度：-80℃~450℃
供電方式：24VDC 鋰電池
訂貨號(hào)：FMR266372LFN

智能蒸汽流量計(jì)產(chǎn)品的種類和適用范圍

1． LUGB 系列滿管型壓電式渦街流量?jī)x表

2． LUGB 系列插入型壓電式渦街流量?jī)x表

3． LUGE 系列滿管型電容式渦街流量?jī)x表

4． LUGE 系列插入型電容式渦街流量?jī)x表

5． LUGB/E 系列電池供電型渦街流量?jī)x表

6．潛水型/分體型渦街流量?jī)x表（協(xié)議訂貨）

7．多功能曲線紀(jì)錄積算儀，帶 P/T 補(bǔ)償功能、中文液晶顯示

8．智能流量積算儀，數(shù)碼管顯示

LUGB/E 型渦街流量?jī)x表廣泛適用于石油、化工、冶金、熱力、紡織、造紙等行業(yè)對(duì)過熱蒸汽、飽和蒸汽、壓縮空氣和一般氣體(氧氣、氮?dú)鈿錃狻⑻烊粴?、煤氣? 、水和液體（如：水、汽油、酒精、苯類等）的計(jì)量和控制.

智能蒸汽流量計(jì)產(chǎn)品圖

智能蒸汽流量計(jì)工作原理

在流體中設(shè)置非流線型旋渦發(fā)生體（阻流體），則從旋渦發(fā)生體兩側(cè)交替地產(chǎn)生兩列有規(guī)則的旋渦，這種旋渦稱為卡曼渦街，如圖(一)所示。

旋渦列在旋渦發(fā)生體下游非對(duì)稱地排列。設(shè)旋渦的發(fā)生頻率為 f，被測(cè)介質(zhì)來流的平均速度為 V，旋渦發(fā)生體迎流面寬度為 d，表體通徑為 D，根據(jù)卡曼渦街原理，有如下關(guān)系式:

f=StV/d 公式(1)

式中：

f－發(fā)生體一側(cè)產(chǎn)生的卡門旋渦頻率

St－斯特羅哈爾數(shù)（無量綱數(shù)）

V－流體的平均流速

d－旋渦發(fā)生體的寬度

由此可見，通過測(cè)量卡門渦街分離頻率便可算出瞬時(shí)流量。其中,斯特羅哈爾數(shù)（St）是無因次未知數(shù)，圖（二）表示斯特羅哈爾數(shù)（St）與雷諾數(shù)（Re）的關(guān)系。

在曲線表中 St＝0.17 的平直部分，漩渦的釋放頻率與流速成正比,即為渦街流量傳感器測(cè)量范圍度。只要檢測(cè)出頻率 f 就可以求得管內(nèi)流體的流速，由流速 V 求出體積流量。所測(cè)得的脈沖數(shù)與體積量之比，稱為儀表常數(shù)（K），見式（2）

K＝N/Q（1/m3）公式（2）

式中：K＝儀表常數(shù)（1/m3）。

N＝脈沖個(gè)數(shù)

Q＝體積流量（m3）

智能蒸汽流量計(jì)主要技術(shù)指標(biāo)

智能蒸汽流量計(jì)儀表口徑的確定和安裝設(shè)計(jì)

儀表選型是儀表應(yīng)用中非常重用的工作,儀表選型的正確與否將直接影響到儀表是否能夠正常運(yùn)行.因此用戶和設(shè)計(jì)單位在選用本公司產(chǎn)品時(shí),請(qǐng)仔細(xì)閱讀本節(jié)資料,認(rèn)真核對(duì)流體的工藝參數(shù)并**可與我公司的銷售或技術(shù)支持部門聯(lián)系，以確保選型正確。

一．適用流量范圍和儀表口徑的確定

儀表口徑的選擇，根據(jù)流量范圍來確定。不同口徑渦街流量?jī)x表的測(cè)量范圍是不一樣的。即使同一口徑流量表，用于不同介質(zhì)時(shí)，它的測(cè)量范圍也是不一樣的。實(shí)際可測(cè)的流量范圍需要通過計(jì)算確定。

（一）參比條件下空氣及水的流量范圍，見表（二），參比條件如下：

1．氣體：常溫常壓空氣，t=20℃，P=0.1MPa（絕壓），ρ =1.205 kg/m3，υ=15×10-6 m2/s。

2．液體：常溫水， t=20℃ ， ρ =998.2kg/m3 ， υ =1.006×10-6m2/s。

（二）確定流量范圍和儀表口徑的基本步驟：

1．明確以下工作參數(shù)。

（1）被測(cè)介質(zhì)的名稱、組份

（2）工作狀態(tài)的*小、常用、*大流量

（3）介質(zhì)的*低、常用、*高壓力和溫度

（4）工作狀態(tài)下介質(zhì)的粘度

2．渦街流量?jī)x表測(cè)量的是介質(zhì)的工作狀態(tài)體積流量，因此應(yīng)先根據(jù)工藝參數(shù)求出介質(zhì)的工作狀態(tài)體積流量,相關(guān)公式如下：

（1）已知?dú)怏w標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)體積流量，可通過以下公式求出工況體積流量

（2）已知?dú)怏w標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)密度ρ ，可通過以下公式求出工況密度

（3）已知質(zhì)量流量 Qm換算為體積流量 Qv

式中：

Qv：介質(zhì)在工況狀態(tài)下的體積流量(m3/h)（Qv=3600f/K K:儀表系數(shù) ）

Qo：介質(zhì)在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的體積流量(Nm3/h)

Qm：質(zhì)量流量 (t/h)

ρ：介質(zhì)在工況狀態(tài)下的密度(kg/m3)

ρ o：介質(zhì)在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的密度(kg/m3)，常用氣體介質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)密度，見表（三）

P：工況狀態(tài)表壓(MPa)

t：工況狀態(tài)溫度(℃)

3．儀表下限流量的確定。渦街流量?jī)x表的上限適用流量一般可不計(jì)算，渦街流量?jī)x表口徑的選擇主要是對(duì)流量下限的計(jì)算。下限流量的計(jì)算應(yīng)該滿足兩個(gè)條件：*小雷諾數(shù)不應(yīng)低于界限雷諾數(shù)（Re=2×104）；對(duì)于應(yīng)力式渦街流量?jī)x表在下限流量時(shí)產(chǎn)生的旋渦強(qiáng)度應(yīng)大于傳感器旋渦強(qiáng)度的允許值（旋渦強(qiáng)度與升力ρ v2成比例關(guān)系）。這些條件可表示如下：

由密度決定的工況可測(cè)下限流量：

由運(yùn)動(dòng)粘度決定的線性下限流量：

式中：

Qρ：滿足旋渦強(qiáng)度要求的*小體積流量(m3/h)

ρ 0：參比條件下介質(zhì)的密度

Qυ：滿足*小雷諾數(shù)要求的*小線性體積流量(m3/h)

ρ：被測(cè)介質(zhì)工況密度（kg/m3）

Q0：參比條件下儀表的*小體積流量(m3/h)

υ：工作狀態(tài)下介質(zhì)的運(yùn)動(dòng)粘度(m2/s)

υ o：參比條件下介質(zhì)的運(yùn)動(dòng)粘度(m2/s)

通過公式（6）、（7）計(jì)算出 Qρ 和 Qν。比較 Qρ 和 Qν ，確定流量?jī)x表可測(cè)下限流量和線性下限流量：Qυ ≥Qρ ：可測(cè)流量范圍為 Qρ ～Qmax , 線性流量范圍為 Qυ ～Qmax

Qυ <Qρ：可測(cè)流量范圍和線性流量范圍為Qρ ～Qmax

Qmax：渦街流量?jī)x表的上限體積流量(m3/h)

4．儀表上限流量以表(二)中的上限流量為準(zhǔn).氣體的上限流速應(yīng)該小于 70m/s,液體的上限流速應(yīng)該小于 7m/s

5．當(dāng)用戶測(cè)量的介質(zhì)為蒸汽時(shí)，常采用的計(jì)量單位是質(zhì)量流量，即：t/h 或 Kg/h。由于蒸汽（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，因此蒸汽流量范圍的確定可由公式(8)進(jìn)行計(jì)算得出

式中：

ρ：蒸汽的密度（kg/m3）

ρ0：1.205kg/m3

Q 蒸汽：蒸汽質(zhì)量流量（t/h）

6．計(jì)算壓力損失，檢測(cè)壓力損失對(duì)工藝管線是否有影響，公式(單位：Pa)：

式中：

△ p：壓力損失（Pa） Cd：壓力損失系數(shù)

ρ ：工況介質(zhì)密度（kg/m3）V:平均流速（m/s）

7．被測(cè)介質(zhì)為液體時(shí),為防止氣化和氣蝕,應(yīng)使管道壓力符合以下要求:

式中：

△ p：壓力損失（Pa）

p0：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．渦街流量計(jì)不適合測(cè)量高粘度液體。當(dāng)計(jì)算出的可測(cè)流量下限不滿足設(shè)計(jì)工藝要求時(shí)，應(yīng)該考慮選用其它類型流量計(jì)。

9．通過計(jì)算如果有兩種口徑都可滿足要求，為了提高測(cè)量效果、降低造價(jià)，應(yīng)選用口徑較小的表。應(yīng)該注意的是，盡可能使常用量處在流量范圍上限的 1/2～2/3

(三)選型舉例：

例一：已知?dú)怏w壓力和溫度及標(biāo)況下的流量時(shí)

某壓縮空氣，標(biāo)況流量范圍為QN=1200-12000Nm3/h,壓力 P=0.7Mpa(表壓)，溫度 t=30℃。試確定流量計(jì)口徑。

步驟一：計(jì)算壓縮空氣的工況體積流量

由公式(3):

工況使用下限體積流量為:

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)

工況使用流量上限為: Qvmax=1570(m3/h)

步驟二：根據(jù)使用工況流量范圍 157-1570m3/h，查表（二），滿足下限流量條件的流量計(jì)為 DN80、DN100 和 DN125，考慮到上限流量 1270m3/h及使用效果和經(jīng)濟(jì)成本，初選 DN100, DN100流量計(jì)的工況流量范圍是 100-1700m3/h，接近使用流量范圍，初選 DN100 流量計(jì)，但應(yīng)具體核算 DN100 流量計(jì)在該工況條件下的可測(cè)下限流量。核算 DN100 流量計(jì)在該工況條件下的可測(cè)下限流量：

由公式(4)及公式(6):

即，流量計(jì)在該工況條件下的可測(cè)下限流量是37.46m3/h，遠(yuǎn)小于要求的工況下限流量 157m3/h，確定選用 DN100 流量計(jì)。

例二：已知蒸汽壓力和溫度及工況流量時(shí)

測(cè)量介質(zhì)為過熱蒸汽，蒸汽溫度為 320℃，壓力為 1.5MPa（絕壓）,流量范圍為 3t/h～25t/h, 試確定流量計(jì)口徑。

步驟一：計(jì)算蒸汽的等效空氣參比條件下的體積流量范圍，經(jīng)查附表(二),該狀態(tài)下蒸汽的密度為:5.665Kg/m3,由公式(8) :

步驟二：根據(jù)等效參比流量范圍 765-6379m3/h，查表（二），比較適合該流量范圍為 DN200 口徑。

智能蒸汽流量計(jì)儀表的安裝設(shè)計(jì)

儀表的正確安裝是保障儀表正常運(yùn)行的重要環(huán)節(jié)，若安裝不當(dāng)，輕則影響儀表的使用精度，重則會(huì)影響儀表的使用壽命，甚至?xí)p壞儀表。

（一）安裝環(huán)境要求：

1．盡可能避開強(qiáng)電設(shè)備、高頻設(shè)備、強(qiáng)開關(guān)電源設(shè)備。儀表的供電電源盡可能與這些設(shè)備分離。

2．避開高溫?zé)嵩春洼椛湓吹闹苯佑绊?。若必須安裝，須有隔熱通風(fēng)措施。

3．避開高濕環(huán)境和強(qiáng)腐蝕氣體環(huán)境。若必須安裝，須有通風(fēng)措施。

4．渦街流量?jī)x表應(yīng)盡量避免安裝在振動(dòng)較強(qiáng)的管道上。若必須安裝，須在其上下游 2D 處加設(shè)管道緊固裝置，并加防振墊，加強(qiáng)抗振效果。

5．儀表*好安裝在室內(nèi)，安裝在室外應(yīng)注意防水，特別注意在電氣接口處應(yīng)將電纜線彎成 U 形，避免水順著電纜線進(jìn)入放大器殼內(nèi)。

6．儀表安裝點(diǎn)周圍應(yīng)該留有較充裕的空間，以便安裝接線和定期維護(hù)。

（二）儀表管道安裝要求：

1．渦街流量?jī)x表對(duì)安裝點(diǎn)的上下游直管段有一定要求，否則會(huì)影響介質(zhì)在管道中的流場(chǎng)，影響儀表的測(cè)量精度。儀表的上下游直管段長(zhǎng)度要求見圖(三)

注:調(diào)節(jié)閥盡可能不安裝在渦街流量?jī)x表的上游,而應(yīng)安裝在渦街流量?jī)x表的下游 10D 處。

2．上、下游配管內(nèi)徑應(yīng)相同。如有差異，則配管內(nèi)徑 Dp 與渦街儀表表體內(nèi)徑 Db,應(yīng)滿足以下關(guān)系0.98Db≤Dp≤1.05Db上、下游配管應(yīng)與流量?jī)x表表體內(nèi)徑同心，它們之間的不同軸度應(yīng)小于 0.05Db

3．儀表與法蘭之間的密封墊，在安裝時(shí)不能凸入管內(nèi)，其內(nèi)徑應(yīng)比表體內(nèi)徑大 1-2mm

4．測(cè)壓孔和測(cè)溫孔的安裝設(shè)計(jì)。被測(cè)管道需要安裝溫度和壓力變送器時(shí)，測(cè)壓孔應(yīng)設(shè)置在下游 3-5D處，測(cè)溫孔應(yīng)設(shè)置在下游 6-8D 處，見圖（七）。D 為儀表工稱口徑，單位：mm

5．儀表在在管道上可以水平、垂直或傾斜安裝。

6．測(cè)量氣體時(shí)，在垂直管道安裝儀表，氣體流向不限。但若管道內(nèi)含少量液體，為了防止液體進(jìn)入儀表測(cè)量管，氣流應(yīng)自下而上流動(dòng)，如圖（四）a 所示

7．測(cè)量液體時(shí)，為了保證管內(nèi)充滿液體，所以在垂直或傾斜管道安裝儀表時(shí)，應(yīng)該保證液體流動(dòng)方向從下而上。若管道內(nèi)含少量氣體，為了防止氣體進(jìn)入儀表測(cè)量管，儀表應(yīng)安裝在管線的較低處如圖（四）b 所示

8．測(cè)量高溫、低溫介質(zhì)時(shí)，應(yīng)注意保溫措施。轉(zhuǎn)換器內(nèi)部（表頭殼體內(nèi)）高溫一般不應(yīng)超過 70℃；低溫易使轉(zhuǎn)換器內(nèi)部出現(xiàn)凝露，降低印制電路板的絕緣阻抗，影響儀表正常工作。

（三）儀表的安裝外形尺寸：見圖（五）、圖（六）

（四）插入式渦街流量?jī)x表安裝步驟：

1．在管道上用氣焊開一個(gè)略小于φ100mm 的圓孔，并把圓孔周圍毛刺清除干凈，以保證測(cè)頭旋轉(zhuǎn)流利

2．在管道圓孔處焊上廠家提供的法蘭，要求法蘭軸線與管道軸線垂直。

3．將球閥及傳感器安裝在焊接好的發(fā)蘭上。

4．調(diào)節(jié)絲杠，使插入深度符合要求（保證測(cè)頭中心軸線和管道中心軸線重合），流體流向必須與方向標(biāo)上的指示箭頭保持一致。

5．均勻擰緊壓蓋上的螺絲。(注：壓蓋的松緊程度決定儀表的密封程度和絲杠能否旋動(dòng))

6．檢查各環(huán)節(jié)是否完成好，慢慢打開閥門觀察是否有泄漏（需特別注意人身安全）若有泄露請(qǐng)重復(fù)步驟 5、6。

(五)壓力變送器和 Pt100 安裝示意圖

智能蒸汽流量計(jì)儀表配線設(shè)計(jì)

一. 輸出頻率信號(hào)的三線制渦街流量?jī)x表配線設(shè)計(jì)

輸出頻率信號(hào)的三線制流量傳感器采用 DC24V 或 DC12V 電源供電，一般通過三芯屏蔽電纜線(RWP3×0.5mm)與顯示儀表或計(jì)算機(jī)相連，屏蔽層應(yīng)可靠地接到放大器殼的接地螺絲上。屏蔽電纜線的選擇應(yīng)適合現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境要求，另外屏蔽電纜線要與其它強(qiáng)功率電力線分離，不能平行走線。傳感器端子接線見圖（八）

二．輸出標(biāo)準(zhǔn) 4~20mA 電流信號(hào)的兩線制渦街流量?jī)x表配線設(shè)計(jì)

輸出標(biāo)準(zhǔn) 4~20mA 電流信號(hào)的兩線制變送器采用 DC24V 電源供電，一般通過兩芯屏蔽電纜線(RWP3×0.5mm)與顯示儀表或計(jì)算機(jī)相連，屏蔽層應(yīng)可靠地接到放大器殼的接地螺絲上。屏蔽電纜線的選擇應(yīng)適合現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境要求，另外屏蔽電纜線要與其它強(qiáng)功率電力線分離，不能平行走線。變送器端子接線見圖（九）

三．帶 RS-485 通訊接口功能的渦街流量?jī)x表配線設(shè)計(jì)

帶 RS-485 通訊功能的渦街流量?jī)x表采用 DC24V 電源供電，與其它設(shè)備之間采用四線制傳輸方式。儀表端子接線見圖（十）

四．防暴型渦街流量?jī)x表配線設(shè)計(jì)

LUGB/E 三線制脈沖輸出型渦街流量?jī)x表與 LB978 齊納安全柵相連、LUGB/E 兩線制標(biāo)準(zhǔn) 4~20mA 電流輸出型渦街流量?jī)x表與 LB987S 齊納安全柵相連可構(gòu)成本質(zhì)安全型防爆系統(tǒng)，產(chǎn)品防爆標(biāo)志為 Ex ia Ⅱ CT2-T5。

本安防爆型渦街流量傳感器/變送器與防爆安全柵和積算系統(tǒng)等關(guān)聯(lián)設(shè)備的接線性請(qǐng)參看防爆安全柵廠家提供的接線說明和以下所示圖（十一），圖（十二）。