焦炉煤气流量计选型

　　焦炉煤气流量计主要用于工业管道介质流体的流量测量,如气体、液体、蒸气等多种介质。其特点是压力损失小,量程范围大,精度高,在测量工况体积流量时几乎不受流体密度、压力、温度、粘度等参数的影响。无可动机械零件，因此可靠性高,维护量小。仪表参数能长期稳定。焦炉煤气流量计采用压电应力式传感器,可靠性高,可在-20℃～+250℃的工作温度范围内工作。有模拟标准信号,也有数字脉冲信号输出,容易与计算机等数字系统配套使用,是一种比较先进、理想的流量仪表。

　　焦炉煤气流量计原理

　　在流体中设置三角柱型旋涡发生体，则从旋涡发生体两侧交替地产生有规则的旋涡，这种旋涡称为卡门旋涡，如图1所示，旋涡列在旋涡发生体下游非对称地排列。

　　焦炉煤气流量计漩涡形成示意图

　　设旋涡的发生频率为f，被测介质平均流速为 ，旋涡发生体迎流面宽度为d，表体通径为D，即可得到以下关系式：　f=SrV1/d=SrV/md 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（1）式中　　V1--旋涡发生体两侧平均流速，m/s；Sr--斯特劳哈尔数；

　　m--旋涡发生体两侧弓形面积与管道横截面面积之比　　　　　　　　　管道内体积流量qv为qv=πD2V/4=πD2mdf/4Sr 　　　　　　　　　　　　　　　　(2)K=f/qv=[πD2md/4Sr]-1 　　　　　　　　　　　　　　　　 (3)式中 K--流量计的仪表系数，脉冲数/m3（P/m3）。

　　K除与旋涡发生体、管道的几何尺寸有关外，还与斯特劳哈尔数有关。斯特劳哈尔数为无量纲参数，它与旋涡发生体形状及雷诺数有关，焦炉煤气流量计斯特罗哈数与雷诺数的关系

　　图2所示为圆柱状旋涡发生体的斯特劳哈尔数与管道雷诺数的关系图。由图可见，在ReD=2×104～7×106范围内，Sr可视为常数，这是仪表正常工作范围。当测量气体流量时，VSF的流量计算式为(4)图2 斯特劳哈尔数与雷诺数关系曲线

　　式中 qVn，qV--分别为标准状态下（0oC或20oC，101.325kPa）和工况下的体积流量，m3/h；Pn，P--分别为标准状态下和工况下的压力，Pa；Tn，T--分别为标准状态下和工况下的热力学温度，K；Zn，Z--分别为标准状态下和工况下气体压缩系数。

　　由上式可见，VSF输出的脉冲频率信号不受流体物性和组分变化的影响，即仪表系数在一定雷诺数范围内仅与旋涡发生体及管道的形状尺寸等有关。但是作为流量计在物料平衡及能源计量中需检测质量流量，这时流量计的输出信号应同时监测体积流量和流体密度，流体物性和组分对流量计量还是有直接影响的。

　　焦炉煤气流量计便是依据卡门旋涡原理进行封闭管道流体流量测量的新型流量计。因其具有良好的介质适应能力，无需温度压力补偿即可直接测量蒸汽、空气、气体、水、液体的工况体积流量，配备温度、压力传感器可测量标况体积流量和质量流量，是节流式流量计的理想替代产品。

　　焦炉煤气流量计传感器选型

　　传感器的选型主要考虑仪表口径的选择和仪表功能以及仪表压力损失。

　　1 仪表口径的选择

　　仪表的口径不同，其测量范围不同，而每一种口径其测量范围又随被测介质种类和工况温度、压力变化而变化。选定仪表口径，可按被测介质种类和工况温度及压力下的流量，通过查表方法选择仪表口径，见表2，见表3，见表4，表5。对于焦炉煤气的流量范围可通过查表6，查出被测介质密度，再从表4中查出相近密度下的流量范围。

　　对于密度值在表中处于两值之间的可按比例计算，对于工况参数超出表2，表3、表4，表5的可由厂方帮助决定。

　　几种流量换算公式：

　　a)标准状态下的体积流量QN换成工况状态下的体积流量Qv:

　　公式1

　　b)工况下气体密度计算：（标准状态下的密度换算成工况下的密度）公式2

　　c)质量流量QG换算成体积流量 Qv:

　　公式3

　　式中： ρo——标准状态下的密度，（kg/m3）（见表7）QN——标准状态下的体积流量(Nm3/h)

　　QV——工况状态下的体积流量(m3/h)

　　t——工况状态下的温度(℃)

　　P——工况状态下的压力（MPa）

　　ρN——工况状态下的密度（kg/m3）

　　QG——质量流量（kg）