TVA 蒸汽流量计
TVA 流量计是斯派莎克面向饱和及过热蒸汽质量流量测量的一体化靶式流量计。产品采用对夹式结构,集成温度补偿、现场显示、质量流量与累计量输出,支持 4–20 mA、脉冲输出及 Modbus 通信。

TFA-FLOWMETERS
TFA 饱和蒸汽流量计
创新型的TFA蒸汽流量计,实现了无与伦比的高性能表现与低拥有成本的最佳组合。
TFA 饱和蒸汽流量计是一款紧凑型对夹式仪表,用于测量较小工艺管线和公用工程管线中的饱和蒸汽。它采用靶式原理:蒸汽流动对固定靶产生作用力,集成电子装置将该信号转换为经过密度补偿的质量流量或功率。借助这种方法,工厂无需使用独立的差压仪表和压力传感仪表构建测量系统,即可直接呈现用汽点的蒸汽消耗量。
在蒸汽需求随生产变化的应用中,由于蒸汽密度会随压力变化,简单的体积读数可能产生误导。斯派莎克 TFA 旨在于仪表内部补偿这种密度影响,从而为蒸汽核算、工厂性能评估和能源管理提供实用的质量流量、能量速率及累计消耗量测量。该仪表仅用于饱和蒸汽,因此选型前必须确认工艺条件。
当现场需要测量 DN25 至 DN50 管道、没有足够空间布置较长仪表直管段,或希望以切实可行的方式开始实施分项计量时,斯派莎克 TFA 饱和蒸汽流量计尤其适用。它是针对特定工况的专用产品,而不是适用于所有蒸汽条件的通用流量计。
靶组件位于蒸汽流中,并响应流动介质产生的作用力。电子装置根据该作用力以及用于密度补偿的运行条件进行计算。由于传感和计算功能集成在一个流量计组件中,安装时无需仅为计算饱和蒸汽质量流量而另设压力变送器或差压单元。固定靶结构也避免了其他某些仪表类型所采用的旋转或往复运动部件。
这种设计对工程师而言具有两项实际意义。首先,该仪表可作为紧凑型测量点,安装在用汽设备附近。其次,选型讨论可以集中于实际管径、蒸汽压力范围、预期最小和最大流量、法兰标准、安装方向及数据接口。与其将 TFA 视为通用仪表并假定所有安装布置均具有相同性能,不如进行这些核查,这样更具实际意义。
随着工艺负荷变化,饱和蒸汽的压力和密度会同步变化。如果仪表在未应用适当密度关系的情况下报告体积,则在不同压力下,相同的测量体积可能代表不同的质量流量。当工厂向不同生产区域分配蒸汽、比较设备性能,或检查节能项目是否真正实现改善时,这会造成不确定性。
TFA 通过集成电子装置提供密度补偿输出,从而解决这一问题。前置 LCD 可显示累计流量、瞬时流量、功率、压力和温度。累积器支持累计数据审查,输出则可配置为质量流量或功率信号。可用的 4-20 mA 输出和脉冲输出使仪表适合连接控制系统、记录仪或能源监测系统,但须遵守安装指南中的电气和配置限制。
需要远程显示时,技术资料将 M750 显示单元列为使用线性输出的可选设备。需要以数字方式采集工厂数据时,TFA 配置支持 EIA 232C (RS232C) 或可选的 EIA 485 (RS485C) Modbus 通信。RS485 配置会带来一项重要的选型影响:安装 RS485 选件后,4-20 mA 输出将不可用。因此,应在订购前确定接口方案,而不应将其视为调试阶段的变更。
TFA 提供 DN25、DN32、DN40 和 DN50 口径,分别相当于 1 inch、1 1/4 inch、1 1/2 inch 和 2 inch 公称管径。它是一款安装在法兰之间的对夹式仪表。文件中列出的法兰选项包括 EN 1092-1 PN16、PN25 和 PN40,JIS 20,KS 20,以及 ASME B16.5 Class 150 和 Class 300。管道标准和内径仍然十分重要:安装指南将 BS 1600、ASME B36.10 Schedule 40 及等效的 EN 10216-2 / EN 10216-5 管道确定为参考布置。
系统不确定度按照 ISO 17025,以 95% 置信度和两个标准偏差表示。在最大额定流量的 20% 至 100% 范围内,不确定度为测量值的正负 2%。在最大额定流量的 10% 至低于 20% 范围内,不确定度为满量程值的正负 2%。文件规定的量程比最高为 10:1。这些数值是完整 TFA 配置的系统级数值;应结合蒸汽压力、预期流量范围、管道质量和规定的安装距离进行考虑。
作为选型示例,TI-P193-01 指南列出了 10 bar g 下水平安装时的以下数值:DN25 的参考最大流量为 349 kg/h,最小流量为 35 kg/h;DN32 为 572 kg/h 和 57 kg/h;DN40 为 894 kg/h 和 89 kg/h;DN50 为 1,396 kg/h 和 140 kg/h。这些是制造商容量表中的参考值,不能替代对项目工况和允许压降的确认。
考虑使用 TFA 饱和蒸汽流量计的典型原因包括:监测供应至工艺区域的蒸汽、比较不同生产区域的蒸汽用量、跟踪较小的蒸汽支路、检查保温或控制变更的效果,以及围绕用汽点设备建立更实用的能源使用图景。紧凑型对夹式表体适用于难以安装常规流量计的场所,但结构紧凑并不意味着可以忽略正确的疏水、对中、直管段和安全隔离要求。
TFA 应始终在其文件规定的工作范围内运行。它仅适用于饱和蒸汽,并且只能单向运行,流向必须与表体上的箭头一致。低于 7 bar g 时,可以采用任意方向安装。高于 7 bar g 时,必须安装在水平管道上,并使电子部件外壳位于表体下方;技术资料规定,水平安装时的最大工作压力为 32 bar g at 239 degrees C,垂直安装时的最大工作压力为 7 bar g at 170 degrees C。安装指南还规定,当电子部件外壳相对于竖直向下位置偏转 45 degrees 或更大角度时,最大工作压力限制为 7 bar g。
不要未经确认便将 TFA 用作过热蒸汽流量计,也不要将其用于故障可能危及严格安全关键功能的应用。系统设计人员仍有责任检查材料兼容性、最大和最小压力与温度、压力保护、冷凝水排放、电气合规性以及工艺所需的安全防护措施。
在提出报价或采购订单之前,应确认 TFA 的公称尺寸、法兰标准和压力等级、饱和蒸汽压力范围、预期最小和最大流量、流向、安装方向及通信要求。定心衬套套件应根据流量计尺寸和法兰类型选择。流量计必须同心安装;偏心位置、伸入管道的垫片或凸出的焊道都可能引入测量误差。
基本管道布置要求上游至少有 6 个管径长度的无障碍直管段,下游至少有 3 个管径长度的直管段。对于文件中列明的扰动情况,例如两个不同平面内的弯头、减压阀或部分开启的阀门,上游要求增加至 12 个管径长度。当流量计与快速动作的减压阀紧密连接时,指南要求上游有 25 个管径长度,下游有 3 个管径长度。蒸汽管线应正确疏水、支撑和对中;流量计表体及其配对法兰不得保温,因为电子部件温度过高可能损坏流量计。
电气规划同样重要。TFA 采用回路供电,必须接地;安装指南针对 RS485 配置规定了标称 24 Vdc 电源。流量计与其电源之间的常规电缆长度通常可达 300 m,但需满足网络总电阻和电缆电容要求;EIA 232C 链路的长度限制为 15 m,并且必须位于同一区域内。订购前应选择输出架构,以确保所选配置实际提供所需的 4-20 mA、脉冲、RS232 或 RS485 信号。
当项目仍在比较测量技术,或需要更全面地了解可用的流量测量产品时,请查看蒸汽流量计系列。如果工况可能涵盖更广压力和负载范围内的饱和蒸汽或过热蒸汽,请将TVA 流量计方案与 TFA 的适用边界进行比较。当流量计需要连接本地显示、累积计量或更广泛的数据集成架构时,请查看可用的流量计算机和测量接口。
当经核实的工况为饱和蒸汽、DN25-DN50 对夹式结构适合管线,并且项目需要一款集成密度补偿功能且具有明确输出和通信选项的流量计时,可选择 斯派莎克 TFA。调试前,应结合项目的管道、电气和安全文件阅读以下技术与安装信息。
TFA 流量计仅适用于饱和蒸汽,采用靶式原理,通过测量流体流动作用于靶体所产生的力进行工作。该作用力被转换为经过密度补偿的质量流量或功率,并通过单个回路供电的 4-20 mA 和脉冲输出进行传输。TFA 还提供累积流量功能,以及 EIA 232C (RS232C) 或可选的 EIA 485 (RS485C) Modbus 通信。
TFA 采用对夹式设计,提供 DN25、DN32、DN40 和 DN50,可安装在以下法兰之间:
公称英制尺寸为 1 inch、1 1/4 inch、1 1/2 inch 和 2 inch。参考管道标准为 BS 1600、ASME B36.10 Schedule 40 或等效的 EN 10216-2 / EN 10216-5。对于采用其他管道标准或壁厚等级的系统,请联系制造商。
| 项目 | 规格 |
|---|---|
| 防护等级 | 使用正确的电缆密封套时为 IP65。 |
| 电源 | 回路供电;可选的 RS485 配置使用 24 Vdc。 |
| 4-20 mA 输出 | 与质量流量或功率成正比;采用 RS485 选件时不可用。 |
| 脉冲输出 | Vmax 28 Vdc;Rmin 10 kΩ;与质量流量或功率成正比。 |
| 通信端口 | EIA 232C (RS232C) Modbus;可选 EIA 485 (RS485C)。 |
| 材料 | 阀体:300 系列不锈钢。内部件:431 S29 / 300 系列不锈钢。阀杆:300 系列不锈钢。电子元件外壳:铝合金 LM25。 |
| 电子元件工作环境 | 最高环境温度 55 °C (131 °F);最大湿度 90% RH,无冷凝。 |
M750 显示单元可通过 TFA 线性输出提供远程显示。水平安装容量指南中,DN25 在 10 bar g 时的最大值为 349 kg/h;所有容量值均为指导值,必须根据完整的工况和压降计算进行核验。
根据 ISO 17025,在 95% 置信度和两个标准偏差条件下,系统不确定度在最大额定流量的 20% 至 100% 范围内为测量值的 ±2%,在最大额定流量的 10% 至低于 20% 范围内为满量程值的 ±2%。量程比最高可达 10:1。
| 限制 | 数值 |
|---|---|
| 最大设计压力 | 239 °C 时为 32 bar g(462 °F 时为 464 psi g)。 |
| 最高设计温度 | 239 °C(462 °F)。 |
| 最低设计温度 | 0 °C(32 °F),无冻结。 |
| 水平流动时的最大工作压力 | 239 °C 时为 32 bar g(462 °F 时为 464 psi g)。 |
| 垂直流动时的最大工作压力 | 170 °C 时为 7 bar g(338 °F 时为 101 psi g)。 |
| 最低工作压力 | 0.6 bar g(8.7 psi g)。 |
| 最高工作温度 | 239 °C(462 °F),饱和蒸汽。 |
| 冷态水压试验压力 | 52 bar g(754 psi g)。 |
压力/温度图包含一个受软件限制的区域。在将流量计用于特定压力、温度和安装方向之前,必须查阅完整的安装指南 IM-P193-02 和 IM-P193-03。
| 口径 | 10% | 20% | 30% | 40% | 50% | 60% | 70% | 80% | 90% | 100% |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| DN25 | 6 | 25 | 56 | 100 | 156 | 225 | 306 | 399 | 505 | 624 |
| DN32 | 5 | 19 | 43 | 76 | 118 | 170 | 232 | 303 | 383 | 473 |
| DN40 | 3 | 10 | 23 | 42 | 65 | 94 | 127 | 166 | 210 | 260 |
| DN50 | 2 | 6 | 14 | 25 | 39 | 56 | 76 | 100 | 126 | 156 |
| 口径 | 10% | 20% | 30% | 40% | 50% | 60% | 70% | 80% | 90% | 100% |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| DN25 | 2.5 | 10.0 | 22.5 | 40.1 | 62.6 | 90.1 | 122.7 | 160.2 | 202.8 | 250.4 |
| DN32 | 1.9 | 7.6 | 17.1 | 30.4 | 47.5 | 68.3 | 93.0 | 121.5 | 153.8 | 189.8 |
| DN40 | 1.0 | 4.2 | 9.4 | 16.7 | 26.1 | 37.6 | 51.1 | 66.8 | 84.5 | 104.3 |
| DN50 | 0.6 | 2.5 | 5.6 | 10.0 | 15.6 | 22.5 | 30.7 | 40.1 | 50.7 | 62.6 |

| 口径 | A | B | C | D | E | 重量 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| DN25 | 35 | 105 | 323 | 80 | 105 | 2.85 |
| DN32 | 2.95 | |||||
| DN40 | 2.86 | |||||
| DN50 | 2.91 |
以下数值为制造商针对选定压力提供的参考值,单位为 kg/h。完整源表涵盖从 1 到 32 bar g 的各个中间压力点。同时列出了相同口径和压力下的最小值。
| 口径 | 1 bar g 最大值/最小值 | 5 bar g 最大值/最小值 | 10 bar g 最大值/最小值 | 20 bar g 最大值/最小值 | 32 bar g 最大 / 最小 |
|---|---|---|---|---|---|
| DN25 | 155 / 15 | 260 / 26 | 349 / 35 | 479 / 48 | 603 / 60 |
| DN32 | 254 / 25 | 427 / 43 | 572 / 57 | 786 / 79 | 989 / 99 |
| DN40 | 396 / 40 | 667 / 67 | 894 / 89 | 1,227 / 123 | 1,544 / 154 |
| DN50 | 619 / 62 | 1,042 / 104 | 1,396 / 140 | 1,918 / 192 | 2,412 / 241 |
法兰布置有规定时,需要使用定心衬套。必须根据 TFA 规格和法兰类型选择套件。有关安装要求及偏心对中造成的影响,请参阅安装信息。
| TFA 规格 | EN 1092 PN16 / PN25 / PN40 | ASME 150 | ASME 300 | JIS 20 / KS 20 |
|---|---|---|---|---|
| DN25 (1 inch) | 1930283 | 1930283 | 1930283 | |
| DN32 (1 1/4 inch) | 1930283 | 1930283 | 1930283 | |
| DN40 (1 1/2 inch) | 1930283 | 1930483 | ||
| DN50 (2 inch) | 1930283 | 1930283 | 1930583 |
安全信息、产品信息、安装、调试、操作、维护、备件、故障排查和设置。
范围:本节保留了 IM-P193-02 中针对 TFA 的安装、电气、调试和维护要求。本节不能替代随附的完整指南或适用的现场安全规程。
只有由合格人员按照随附说明正确安装、调试和维护后,TFA 才能安全运行。管道、设备构造、工具和防护装备的一般安装与安全要求同样适用。
余温危险: 在最高允许工况下,外表面温度可能达到约 239 °C (462 °F)。本产品不具备自排放功能;从系统中拆卸时请谨慎操作。
安装前,请检查铭牌、预期用途以及公布的压力、温度和材料限制。TFA 在出厂前已经过测试、校准和检验。如果安装前需要存储,应将其存放在 0 °C 至 55 °C (32 °F 至 131 °F)、相对湿度为 10% 至 90% 且无冷凝的环境中。该流量计仅为饱和蒸汽而设计,不得在安全关键型应用中用作唯一的保护功能。
安装指南规定,使用正确的电缆格兰头时,防护等级为 IP65。流量计本体采用 300 系列不锈钢,内部部件采用 431 S29 / 300 系列不锈钢,阀杆采用 300 系列不锈钢,电子装置外壳采用铝合金 LM25。
对于蒸汽应用,应遵循良好的蒸汽工程实践,包括使用汽水分离器、正确排水和充分疏水。管线应得到支撑并正确对中,避免流量计承受外部管道应力。应为管道作业、接线、拆卸外壳和读取显示屏预留操作空间。在遵守指南所述限制的前提下,可旋转电子装置外壳和内部显示屏以便操作。
如果没有额外的防冻保护,请勿在室外安装 TFA。请勿对流量计本体或配对法兰进行保温或隔热。电子装置温度过高可能导致保修失效、性能下降并损坏流量计。
采用典型安装图中所示的旁路布置:关闭阀门 V1 和 V2,并打开 V3,以隔离流量计进行重新调零、维护或校准。隔离或拆卸前,应将管线温度降至 30 °C 以下;重新调零时,温度最好降至约 20 °C。

当压力低于 7 bar g (101 psi g) 时,TFA 可按任意方向安装。压力高于 7 bar g 时,应将其安装在水平管道上,并使电子装置外壳位于流量计本体下方。安装 RS485 板时,此位置也更便于读取显示屏。如果电子装置外壳与竖直向下方向之间的安装夹角达到或超过 45 度,则最大工作压力必须限制在 7 bar g。
技术数据中规定的最低工作压力为 0.6 bar g。在选择安装位置之前,请确认完整的压力/温度限制和压降限制。
该流量计仅用于单向测量,不适用于双向流动。流量计本体上的箭头必须与管道中的实际流向一致。请勿调整靶片后部的紧定螺钉,因为这会影响校准;也不要松开阀杆或将其从本体上拆下。
电子装置外壳可旋转 360 度,以满足安装空间要求。使用外壳后部的 3 mm 内六角螺钉,并将其重新拧紧至 1.3 N m。旋转不得超过一整圈,也不要松开阀杆或将其从主体上拆下。
应使用内壁光滑的管道。最好使用无缝管,并避免内径处出现凸出的焊道。对于参考管道标准,DN25、DN32、DN40 和 DN50 的公称直径分别为 25 mm、32 mm、40 mm 和 50 mm,对应的内径分别为 27 mm、35 mm、41 mm 和 52 mm。
对于水平蒸汽管道,应设置排水,并按照安装布置所示方向保持至少每 100 m 下降 1 m 的坡度。该指南的故障排查章节还指出,在调查冷凝水引起的虚假流量时,应采用每 70-100 m 下降 1 m 的坡度;具体坡度应根据完整指南和现场蒸汽工程设计进行确认。根据蒸汽安装布置的要求,在改变管线尺寸时使用偏心异径管。安全阀应尽可能远离流量计,间距至少为 25D。
使用根据 TFA 尺寸和法兰类型选定的对中衬套套件。衬套套在下方两个法兰螺栓上,并利用流量计自身重量使其居中。正确对中至关重要:流量计、垫片和管道之间的偏心可能导致测量误差。订购前,请根据 TI-P193-01 确认所选套件。
安装流量计后,检查表体、阀杆和电子装置外壳是否有足够的间隙,并确认管道支撑不会产生应力。不要更改靶片调整设置。在因维护或重新调零而进行任何拆卸之前,应使用阀门和旁通布置隔离流量计,确认压力已释放,并确保温度低于 30 °C;重新调零时,温度最好约为 20 °C。
TFA 采用回路供电。拆下外壳端盖及其四颗螺钉即可接触端子。必须使用随附的接地引线,或连接至螺纹接地点的其他接地电缆,将流量计接地。清除连接区域的油漆,以保持较低的接地电阻;指南建议使用至少 4 mm2 的接地电缆和压接连接。
流量计需要标称 24 Vdc 电源,其工作范围取决于回路电阻。一般电源工作范围为 9-28 Vdc;RS485 板使用 24 Vdc(19-28 Vdc,最大 50 mA)。流量计与电源之间的一般最大电缆长度通常为 300 m,但实际限制取决于网络设备、总电阻和电缆电容。使用合适的屏蔽双绞线,并遵循电源制造商的安装要求。

安装 RS485 板后,该装置使用 24 Vdc 电源和 RS485 数据端子。在此配置中,RS232 和 4-20 mA 功能不可用。EIA 232C 链路使用 RJ11 插座,长度限制为 15 m;它必须与流量计位于同一区域。外壳电缆入口通过电缆密封接头采用 M20 x 1.5,建议使用符合 EN 50262 / IP68 的电缆密封接头。密封接头与表体以及密封接头螺母的扭矩设定均为 5 N m。Modbus 通信需要正确的转换器或主机接口,并且波特率和地址设置必须匹配。
接地连接使用靠近 20 mm 导管孔的 4 mm 螺纹孔。清除连接处的油漆,使用至少 4 mm2 的接地电缆,并在适当情况下采用压接连接。如果使用 M750 远程显示器,请根据 TFA 流量计所选量程配置其 20 mA 输入。调试完成后,取出外壳内的硅胶干燥剂。
按照指南中的说明,在过程流体隔离的情况下调试流量计。显示器出厂时设置为公制单位。调试通过五按钮 LCD 显示单元完成,设置存储在非易失性存储器中。显示器可显示累计流量、瞬时流量、功率、压力和温度。显示器前面板可旋转 180 度,以便操作。可将 9 V PP3 电池连接到 4-20 mA 回路,以配置尚未安装的流量计,但仍必须在线对流量计调零并检查其运行情况。
调零时,关闭隔离阀,确保没有流体流过流量计。管道温度应高于 5 °C 且低于 30 °C,最好为 20 °C。指南建议至少每 12 个月进行一次调零,以消除长期电子零点漂移。如果调零程序报告错误,请先确认流动已停止且温度处于允许范围内,然后再重复该程序。
输出设置允许 4-20 mA 电流源表示流量或功率,并支持脉冲输出测试。脉冲输出可表示累计质量或能量,脉冲值可配置,脉冲宽度范围为 0.02 至 0.2 秒。显示和传输单位可采用公制(kg/h、kW、bar g 和 °C)或英制(lb/h、MBtu/h、psi g 和 °F)。将通信类型配置为 ASCII 或 Modbus,选择 1200 或 9600 波特率,并设置匹配的 Modbus 地址,范围为 001 至 255。不得按照 4-20 mA 回路的方式对 RS485 选件进行接线。
基本数据设置包括干度和大气压力补偿;出厂设置表记录的设置为 100% 干度、公制单位、1.01 bar a 大气压力、脉冲输出开启、每 kg 一个脉冲以及 50 ms 脉冲宽度。累加器每八分钟备份一次,因此电源中断可能导致最多八分钟的蒸汽累计量丢失。
显示器包含诊断功能,操作错误可显示在显示器上,或通过已配置的输出发出信号。在更换电子组件或显示器之前,应隔离电源、遵守静电放电防护措施,并避免在未安装传感器的情况下操作电子组件。订购替换电子组件时,应提供流量计序列号。
重新校准频率取决于仪表状况和应用。除每年进行零点调整外,本指南给出的典型重新校准间隔为 2 至 5 年。如果读数不准确,请检查对中情况、垫片伸入量、管道内孔不规则情况、流动方向、上下游直管段长度,以及是否存在湿蒸汽或两相蒸汽;测量前应分离湿蒸汽。安装或维护后,应确认整个系统功能正常,并测试报警装置或保护装置,然后再使蒸汽管线恢复正常运行。