蒸汽流量计

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1、GILFLO ILVAGILFLO ILVA蒸 汽 流 量 计斯派莎克工程（中国）有限公司斯派莎克工程（中国）有限公司 蒸汽流量计蒸汽流量计 基础知识基础知识 为什么需要计量蒸汽为什么需要计量蒸汽?设备效率能源效率工艺和制程控制成本计量和监控 主要是由于两个原因需要蒸汽流量计：1:当需要向蒸汽用户收取费用时，必须使用蒸汽流量计2:优化工艺过程参数，以减少能源成本为什么需要蒸汽流量计为什么需要蒸汽流量计?如果你能测量并定量你所说的东西，则表明你对此已有一定的了解。但如果不能，则说明你的了解贫乏不足。 Lord KelvinGilflo ILVA 流量计流量计对中轮辐对中轮辐,方便安装方便安装 精

2、确的锥体精确的锥体镍铬铁耐热合金镍铬铁耐热合金感压孔在本体上感压孔在本体上调节螺帽用于校准调节螺帽用于校准时设置锥体时设置锥体定子防止逆流损坏定子防止逆流损坏 整体稳定整体稳定对夹式设计对夹式设计可安装在用户法兰间可安装在用户法兰间 全不锈钢结构全不锈钢结构GILFLO ILVA 工作原理工作原理GILFLO ILVA型流量计的工作型流量计的工作原理建立在弹簧负载变面积式原理建立在弹簧负载变面积式流量计上。流量计上。当流体流过当流体流过ILVA流量计时，中流量计时，中心定位的锥体推动负载弹簧轴心定位的锥体推动负载弹簧轴向移动，引起环行面积的变化。向移动，引起环行面积的变化。在锥体前后产生差压。

3、在锥体前后产生差压。差压变送器测量该差压，并将差压变送器测量该差压，并将其转换为其转换为4-20mA信号输出至流信号输出至流量计算机。量计算机。通过流量计算机的处理和计算，通过流量计算机的处理和计算，显示流体的瞬时流量、总流量、显示流体的瞬时流量、总流量、温度和压力等信息温度和压力等信息。典型系统配置典型系统配置-蒸汽系统蒸汽系统GILFLO ILVA 管道件F50C切断阀M610差压变送器M200G流量计算机EL2600压力变送器和/或EL2271温度变送器特点特点完整系统使用温度或压力信号进行密度补偿可用于气体系统典型系统配置典型系统配置-液体系统液体系统GILFLO ILVA 管道件F5

4、0C切断阀M610差压变送器M700流量计算机特点特点系统简单无需密度补偿斯派莎克工程（中国）有限公司斯派莎克工程（中国）有限公司 蒸汽流量计蒸汽流量计 基础知识基础知识 ILVAILVA流量计的特点流量计的特点适用于大多数工业流体适用于大多数工业流体饱和蒸汽和过热蒸汽、工业气体、水、液体等卓越的调节比，可精确计量小流量卓越的调节比，可精确计量小流量最大调节比可达 100:1高精确性高精确性+/- 1%的读数精度完整密度补偿和干度修正完整密度补偿和干度修正确保获得最佳的精度和工作性能ILVAILVA流量计的特点流量计的特点安装非常紧凑安装非常紧凑直管段要求低，上游6D，下游3D法兰对夹式设计方

5、便安装安装时无需使用变径ILVA对中轮辐设计可方便管道对中稳定性好，对震动不敏感全不锈钢316L结构可供口径从DN50-DN200几种常见流量计工作原理几种常见流量计工作原理孔板流量计涡街流量计弹簧负载变面积流量计斯派莎克工程（中国）有限公司斯派莎克工程（中国）有限公司 蒸汽流量计蒸汽流量计 基础知识基础知识 孔板流量计孔板流量计直角边孔板上游取压孔下游取压孔流动工作原理工作原理回流区,压力基本不变流道面积最小处上游平均流速Dd =B x D孔板流量计孔板流量计其中Qv=体积流率Cd=排放系数A=孔面积g=重力常数DP=差压注： BS1042/ISO5167 发展了这一基本的液体流动公式，增加

6、一个修正系数转换为质量流量，增加压缩系数用于气体。孔板输出特性孔板输出特性流量误差 2:1流量误差 1:1孔板流量计孔板流量计优点 简单结实精确性好价格低无需校准缺点调节比限制为 4 或 5:1.可能会被水锤打弯或孔被堵塞孔板会磨损需定期检查 长的安装距离上游20D直管段，下游6D直管段涡街流量计涡街流量计垂直挡板流动流动旋涡感应器结构感应器结构流动涡街流量计输出特性涡街流量计输出特性频率速度感应器反应感应器反应020406080100020406080100Strouhal number在雷诺数很大范围内为常数，因而频率（f）不受流体密度变化的影响。而对一个给定的流量计，挡板直径(d)固定。

7、因此，对任一涡接流量计，有：其中 k = 常数，与 St 和 d有关涡街流量计涡街流量计当流动的流体碰到挡板时，旋涡产生。旋涡产生的频率（f）是平均流速(Vd)和挡板直径 (d)的函数。三者间的关系可表示为Strouhal Number (St):涡街流量计涡街流量计Strouhal number在雷诺数很大范围内为常数，因而：产生频率不受流体密度变化的影响对任何给定的挡板，产生频率直接与流速成比例，即：f = k x Vd其中: k = 为常数，一个给定的流量计对所有流体因此: Vd = f/k管道内体积流量 Qv 可按下述计算：Qv = A x Vd = A x f/k其中： A = 流量

8、计的流道面积 (m)斯派莎克工程（中国）有限公司斯派莎克工程（中国）有限公司 蒸汽流量计蒸汽流量计 基础知识基础知识 涡街流量计涡街流量计优点不错的调节比 (在高流速和高压降可接受的条件下）无运动部件流动阻力小缺点在低流量时，不产生旋涡，流量计读数将很低，甚至为零。最大流量通常标定在流速为80或100 m/s条件下，而在蒸汽系统中，这将造成严重的问题。震动将造成严重误差正确的安装极其重要。因为垫圈的凸出，焊珠等都会产生旋涡，从而导致高的误差。上游要求很长的直管段，与孔板流量计相同。弹簧负载变面积流量计弹簧负载变面积流量计 差压输出差压输出位置输出位置输出x xD D D DP PILVA流量计

9、流量计流动下游取压孔上游取压孔DP输出至差压变送器锥体轴弹簧ILVA流量计的输出特性流量计的输出特性0%20%40%60%80%100%0%20%40%60%80%100%流量流量差压差压精确性调节比密度补偿安装流量计基本要素流量计基本要素GILFLO ILVA精确性精确性l在最大流量的1%至5%范围内,精度为+/- 0.1% FSDl在最大流量的5%至100%范围内,精度为+/- 1%读数lDATA SHEET SP-S41-15 issue 2 =/-?%调节比调节比在选择流量计时，精确性是必需的。但同时应正确的选择流量计的口径，尽可能最接近用户的需要。 调节比（Turndown或turn

10、down ratio），有效量程（ effective range）或量程比（rangeability）均为流量计在满足精确性和重复性的条件下，其测量的流量范围。通常表示为：调节比 最大流量最小流量=流量计的典型调节比流量计的典型调节比流量计型号调节比孔板流量计4:1旁通流量计7:1涡街流量计4:1至 25:1，由应用条件决定Spiraflo 流量计25:1 连续流 / 40:1间歇流Gilflo 流量计最高 100:1举例举例流率 (kg/h)时间 (小时)累积误差 (kg)实际流率累积流量误差孔板流量计的调节比限制为 4:1 (250 kg/h)在蒸汽系统中应用涡街流量计时，很重要的一点是

11、应检查其实际调节比。例如：一个DN200 E & H 涡街流量计，工作压力为3 barg饱和蒸汽。通常我们使用的最大流速为 35m/s。则：最大流量 = 管道截面积x 速度/比容= 3.14 x .2 x .2 x 35 x 3600/4 x .461 = 8,852 kg/h流量计能计量的最小流量（从该流量计选型数据）为 1220 kg/h则，实际调节比为 8852/1220 = 7:1涡街流量计的调节比涡街流量计的调节比饱和蒸汽温度或 压力变送器过热蒸汽温度 和 压力变送器.注意：正确流量计算机必须有密度补偿功能密度补偿的重要性密度补偿的重要性由于蒸汽系统的压力总是在变化，由此引起密度的变

12、化。因而必须考虑密度补偿：举例: 一个简单的涡街流量计，设定为工作压力5.0 barg，但实际工作压力仅为 4.2 barg如无密度补偿，则流量计“认为”其运行在 5 bar而非4.2 bar流量误差 = (5 bar密度/4.2 bar 密度-1)/100 = 14.6%则，流量计读数误差（比实际流量高）15%!密度补偿的重要性密度补偿的重要性压力变化压力变化引起误差引起误差压力变化引起的误差压力变化引起的误差干度修正干度修正其关系如下述所示:其中Qmx = 质量流量 (kg/h) 干度系数为 x.QmD = 质量流量 (kg/h) 干饱和蒸汽状态1 = 干度系数为1x = 干度系数斯派莎克

13、工程（中国）有限公司斯派莎克工程（中国）有限公司 蒸汽流量计蒸汽流量计 基础知识基础知识 干度修正干度修正0.95102.6%所有 流量计都必须正确的安装.对蒸汽流量计，这尤其重要。蒸汽流量计的安装蒸汽流量计的安装30% 流量计的设计30% 流量计的制造30% 正确的安装10% ?一个好的流量计一个好的流量计定位流动方向管道结构管道口径是否可接近流量计震动减压阀的位置汽水分离器的位置流动波动安装时应考虑的因素安装时应考虑的因素所有流量计都必须正确的安装。在流量计的上游和下游必须保证充分的直管段。 有时，这决定了应安装何种流量计。 安装安装流量计流动流动上游长度上游长度下游长度下游长度D直管段安

14、装长度直管段安装长度简单安装简单安装涡街和孔板流量计上游 20D/下游 5DILVA流量计上游 6D /下游 3D恶劣条件恶劣条件涡街和孔板流量计上游 63D/下游 5DILVA流量计上游 12D /下游 3D蒸汽质量蒸汽质量汽水分离器流动流动主管末端主管末端排空气排空气主管末端主管末端蒸汽蒸汽冷凝水排至回水管冷凝水排至回水管弯管处产生旋涡弯管处产生旋涡流动旋涡上游管道下游管道良好的管道支撑良好的管道支撑流量计管道缩径管道缩径流动流动 错误流动流动 正确同心缩径偏心缩径蒸汽流量计蒸汽流量计低点处将造成积水流量计正常工作记住记住.为了保证流量计的精确性和为了保证流量计的精确性和良好工作，正确的安装是良好工作，正确的安装是极为重要的。极为重要的。