一、煙氣流量計(jì)的應(yīng)用

智能型渦街流量計(jì)主要用于工業(yè)管道介質(zhì)流體的流量測(cè)量,如氣體、液體、蒸氣等多種介質(zhì)。智能型渦街流量計(jì)的特點(diǎn)是壓力損失小,量程范圍大,精度高,在測(cè)量工況體積流量時(shí)幾乎不受流體密度、壓力、溫度、粘度等參數(shù)的影響。無(wú)可動(dòng)機(jī)械零件，因此可靠性高,維護(hù)量小。儀表參數(shù)能長(zhǎng)期穩(wěn)定。智能型渦街流量計(jì)采用壓電應(yīng)力式傳感器,可靠性高,可在-20℃～+250℃的工作溫度范圍內(nèi)工作。有模擬標(biāo)準(zhǔn)信號(hào),也有數(shù)字脈沖信號(hào)輸出,容易與計(jì)算機(jī)等數(shù)字系統(tǒng)配套使用,是一種比較先進(jìn)、理想的流量?jī)x表。

二、煙氣流量計(jì)的測(cè)量原理

在流體中設(shè)置三角柱型旋渦發(fā)生體，則從旋渦發(fā)生體兩側(cè)交替地產(chǎn)生有規(guī)則的旋渦，這種旋渦稱為卡門旋渦，如右圖所示，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)平均流速為 ，旋渦發(fā)生體迎流面寬度為d，表體通徑為D，即可得到以下關(guān)系式：

　f=SrU1/d=SrU/md 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　?。?）
式中　　U1--旋渦發(fā)生體兩側(cè)平均流速，m/s；
　　　　 Sr--斯特勞哈爾數(shù)；
　　　　 m--旋渦發(fā)生體兩側(cè)弓形面積與管道橫截面面積之比

　管道內(nèi)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(jì)的儀表系數(shù)，脈沖數(shù)/m3（P/m3）。
　　 K除與旋渦發(fā)生體、管道的幾何尺寸有關(guān)外，還與斯特勞哈爾數(shù)有關(guān)。斯特勞哈爾數(shù)為無(wú)量綱參數(shù)，它與旋渦發(fā)生體形狀及雷諾數(shù)有關(guān)，圖2所示為圓柱狀旋渦發(fā)生體的斯特勞哈爾數(shù)與管道雷諾數(shù)的關(guān)系圖。由圖可見(jiàn)，在ReD=2×104～7×106范圍內(nèi)，Sr可視為常數(shù)，這是儀表正常工作范圍。當(dāng)測(cè)量氣體流量時(shí)，VSF的流量計(jì)算式為

斯特勞哈爾數(shù)與雷諾數(shù)關(guān)系曲線

式中 qVn，qV--分別為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下（0oC或20oC，101.325kPa）和工況下的體積流量，m3/h；
　　 Pn，P--分別為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下和工況下的壓力，Pa；
　　 Tn，T--分別為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下和工況下的熱力學(xué)溫度，K；
　　 Zn，Z--分別為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下和工況下氣體壓縮系數(shù)。
　　 由上式可見(jiàn)，VSF輸出的脈沖頻率信號(hào)不受流體物性和組分變化的影響，即儀表系數(shù)在一定雷諾數(shù)范圍內(nèi)僅與旋渦發(fā)生體及管道的形狀尺寸等有關(guān)。但是作為流量計(jì)在物料平衡及能源計(jì)量中需檢測(cè)質(zhì)量流量，這時(shí)流量計(jì)的輸出信號(hào)應(yīng)同時(shí)監(jiān)測(cè)體積流量和流體密度，流體物性和組分對(duì)流量計(jì)量還是有直接影響的。

　　渦街流量計(jì)便是依據(jù)卡門旋渦原理進(jìn)行封閉管道流體流量測(cè)量的新型流量計(jì)。因其具有良好的介質(zhì)適應(yīng)能力，無(wú)需溫度壓力補(bǔ)償即可直接測(cè)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(cè)量標(biāo)況體積流量和質(zhì)量流量，是節(jié)流式流量計(jì)的理想替代產(chǎn)品。
　　 為提高智能型渦街流量計(jì)的耐高溫及抗振動(dòng)性能，我公司新近開發(fā)出了HH-LU改進(jìn)型渦街流量傳感器，因其*的結(jié)構(gòu)和選材使該傳感器可在高溫（350℃）、強(qiáng)振動(dòng)（≤1g）的惡劣工況下使用。
　　 在實(shí)際應(yīng)用中，往往zui大流量遠(yuǎn)低于儀表的上限值，隨著負(fù)荷的變化，zui小流量又往往會(huì)低于儀表的下限值，儀表并非工作在它的*工作段，為了解決這一問(wèn)題，通常采用在測(cè)量處縮徑提高測(cè)量處的流速，并選用較小口徑的儀表以利于儀表的測(cè)量，但是這種變徑方式必須在變徑管與儀表間有長(zhǎng)度為15D以上的直管段進(jìn)行整流，使加工、安裝都不方便。我公司研制的縱斷面形狀為圓弧的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(jié)構(gòu)尺寸小，僅為工藝管內(nèi)徑的1/3，與渦街流量計(jì)作成一體，不僅不需要另外附加一段直管段，還可以降低對(duì)工藝管直管段的要求，安裝非常方便。

為了使用方便，電池供電的本地顯示型智能型渦街流量計(jì)采用微功耗，采用鋰電池供電可不間斷運(yùn)行一年以上，節(jié)省了電纜和顯示儀表的采購(gòu)安裝費(fèi)用，可就地顯示瞬時(shí)流量、累積流量等。溫度補(bǔ)償一體型渦街流量計(jì)還帶有溫度傳感器，可以直接測(cè)量出飽和蒸汽的溫度并計(jì)算出壓力，從而顯示飽和蒸汽的質(zhì)量流量。溫壓補(bǔ)償一體型帶有溫度、壓力傳感器，用于氣體流量測(cè)量可直接測(cè)量出氣體介質(zhì)的溫度和壓力，從而顯示氣體的標(biāo)況體積流量。
三、技術(shù)參數(shù)

◆測(cè)量介質(zhì)： 氣體、液體、蒸氣
◆口徑規(guī)格 法蘭卡裝式口徑選擇 25,32,50,80,100
◆法蘭連接式口徑選擇 100,150,200
◆流量測(cè)量范圍 正常測(cè)量流速范圍 雷諾數(shù)1.5×104～4×106；氣體5～50m/s; 液體0.5～7m/s
正常測(cè)量流量范圍 液體、氣體流量測(cè)量范圍見(jiàn)表2； 蒸氣流量范圍見(jiàn)表3
◆測(cè)量精度 1.0級(jí) 1.5級(jí)
◆被測(cè)介質(zhì)溫度:常溫–25℃～100℃
◆高溫–25℃～150℃ -25℃～250℃
◆輸出信號(hào) 脈沖電壓輸出信號(hào) 高電平8～10V 低電平0.7～1.3V
◆脈沖占空比約50%,傳輸距離為100m
◆脈沖電流遠(yuǎn)傳信號(hào) 4～20 mA,傳輸距離為1000m
◆儀表使用環(huán)境 溫度:-25℃～+55℃ 濕度:5～90% RH50℃
◆材質(zhì) 不銹鋼, 鋁合金
◆電源 DC24V或鋰電池3.6V
◆防爆等級(jí) 本安型iaIIbT3-T6
防護(hù)等級(jí) IP65

四、產(chǎn)品選型

特點(diǎn)

◆ 節(jié)能：由于一次測(cè)量元件智能探針是Φ20mm不銹鋼制成，其截面積很小在介質(zhì)管道中幾乎無(wú)壓力損失，使運(yùn)行成本大大減小，與孔板等節(jié)流裝置相比較具有明顯的節(jié)能效果。是國(guó)家發(fā)改委推薦的第061號(hào)節(jié)能產(chǎn)品。

◆ 耐高溫高壓：一次元件智能探針材質(zhì)選用1Cr18Ni9Ti不銹鋼 ( 根據(jù)不同介質(zhì)選用特種鋼 )，可耐介質(zhì)zui高溫度650℃，介質(zhì)zui高壓力32MPa。

◆ 可靠性高：因探針的構(gòu)造非常簡(jiǎn)單，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，導(dǎo)壓管內(nèi)介質(zhì)不流動(dòng)，雜物不容易進(jìn)去，所以能長(zhǎng)時(shí)間保持測(cè)量精度。

◆ 安裝簡(jiǎn)便：只需在管道合適的位置上打一個(gè)相當(dāng)?shù)目?，把一次元件探針插入管道中心，即可方便地進(jìn)行安裝。

◆ 無(wú)需維護(hù)：一次測(cè)量元件探針本身無(wú)需維護(hù)，只需按計(jì)量器具定期檢定要求對(duì)差壓變送器進(jìn)行零點(diǎn)和滿度的校驗(yàn)以及二次表輸入相應(yīng)的電流進(jìn)行校驗(yàn)。

◆ 測(cè)量范圍廣：流量在0.2 t/h～50000 t/h都可以精確測(cè)量。對(duì)低流速、小流量、大管徑測(cè)量效果尤佳。

◆ 廣泛用于氣體、蒸汽和液體流量測(cè)量。氣體：一次風(fēng)速 ( 量 )、二次風(fēng)速 ( 量 )、( 負(fù)壓 ) 空氣、氧氣、氫氣、干氣、煤氣 ( 轉(zhuǎn)爐煤氣、高爐煤氣、焦?fàn)t煤氣 )、天然氣、液化氣、煙氣、 化工物料氣等；汽體：過(guò)熱蒸汽、飽和蒸汽、濕蒸汽、雙向蒸汽等；液體：水、不滿管水、輕油、焦油、原油、各種溶液、化工物料液等。

◆ 介質(zhì)管道橫截面形狀適用范圍廣：本流量計(jì)對(duì)介質(zhì)管道截面的幾何形狀無(wú)要求，圓形、橢圓形、方形、長(zhǎng)方形、棱形、三角形、 梯形等均適用。

◆ 不要求直管段：清華大學(xué)幾十年吹風(fēng)實(shí)驗(yàn)積累了各種工況下彎管段到15倍管徑之間修正系數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)，只要用戶提供直管段長(zhǎng)度即可，即使在彎管處安裝同樣保證精度。

◆ 配有智能化二次儀表：既可數(shù)顯各項(xiàng)參數(shù)，又可進(jìn)行遠(yuǎn)程通訊，構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)，便于集中管理。

五、安裝

1）選擇好位置并開孔。

2）畢托巴傳感器在焊接前應(yīng)檢查尺寸和頭部方向，要保證安裝后畢托巴探頭部位于管道中心線上，并且使總壓孔對(duì)正來(lái)流方向。

3）在畢托巴傳感器的總壓和靜壓引出口處各連接一個(gè)一次截止閥，注意將所有管道接頭，一次截止閥等連接件盡可能改成焊接連接，以杜絕漏氣。正常運(yùn)行后，應(yīng)檢查并保證無(wú)泄漏。

4）差壓變送器固定在適當(dāng)?shù)闹Ъ苌?。并根?jù)現(xiàn)場(chǎng)情況選擇差壓變送器安裝位置。差壓變送器的兩個(gè)接口應(yīng)布置在同一水平面內(nèi)。

5）管道和焊口應(yīng)*清洗，在緊固差壓變送器前，還應(yīng)逐個(gè)打開一次截止閥，用空氣清洗導(dǎo)壓管內(nèi)的焊渣和污物。然后將截止閥關(guān)斷。

6）連接好差壓變送器信號(hào)線。

投入運(yùn)行：

將差壓變送器24V直流電源投入。

將兩個(gè)一次截止閥依次打開。

安裝示意圖：