TVA 蒸汽流量计

TVA-FLOWMETERS

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。

用于蒸汽测量的 TVA 流量计

TVA流量计电子装置外壳和本地显示屏
配备集成式电子设备外壳和就地显示器的 TVA 流量计。

斯派莎克 TVA 流量计是一种整体式靶式仪表,用于在宽广的运行范围内测量蒸汽流量。该仪表专为饱和蒸汽设计,选择专用压力传感器套件后也可用于过热蒸汽。TVA 流量计将蒸汽作用于运动锥体所产生的力转换为经过密度补偿的质量流量信号。这样,工厂获得的是质量流量的直接测量值,而非简单的流速指示;同时,就地显示器可显示流量、累计流量、压力和温度数据。

TVA 适用于需要测量完整运行范围内蒸汽消耗量的项目,包括窄量程仪表经常无法测量的低负荷工况。官方产品信息指出,在符合最佳实践的蒸汽流速下,量程比最高可达 50:1。该范围可支持蒸汽计量、能源管理、锅炉房监测和工艺负荷比较,但最终选型仍取决于实际最小和最大流量、压力、管道几何条件以及所需的安装方向。

TVA 如何测量蒸汽

安装在蒸汽管线中的TVA靶式流量计
蒸汽管道中的靶式原理流量测量。

蒸汽通过晶片式本体并作用于成型运动锥体。由此产生的力由传感组件测量,并由集成式电子设备进行处理。内置温度测量用于密度补偿,使仪表能够计算并传输质量流量。该装置还提供累计流量功能,因此控制系统既可使用瞬时值,也可使用累计消耗值。

对于基本的饱和蒸汽测量组件,这种集成式架构减少了所需的独立压力取压口和变送器数量。同时,它为操作人员提供了用于调试和日常检查的就地 LCD 接口。在需要控制室或面板指示的场合,可通过线性输出连接远程 M750 显示器。

信号与工厂集成

斯派莎克 TVA 流量计提供与质量流量成比例的回路供电 4-20 mA 输出,以及用于累计或兼容计数器的脉冲输出。当前官方产品页面还列出了 EIA 232C (RS232) 或 EIA 485C (RS485) Modbus 通信。较早的安装手册详细说明了 RS232 接线,并给出了 15 m 最大通信长度;但未提供当前 RS485 说明所对应的接线或限制。因此,工程师在订购前应确认所需的通信选项以及相匹配的项目文件。

额定电源为 24 Vdc,配套安装手册规定的工作范围为 9-28 Vdc。电气安装采用 M20 x 1.5 接入口,指南建议使用屏蔽双绞线。当流量计集成到现有能源管理系统或分布式控制系统时,这些细节十分重要:在最终确定盘柜设计前,应确认回路电阻、电缆敷设、信号隔离以及脉冲输出的去向。

测量质量取决于安装条件

只有当蒸汽管线能够提供稳定且经过良好调理的流速分布时,TVA 才能实现宽广的测量范围。技术资料要求上游至少保留 6 倍管径、下游至少保留 3 倍管径的直管段,并且这些基本长度内不得有阀门、管件或截面变化。上游存在管径扩大、不同平面内的两个弯头、减压阀或部分开启的阀门时,可能需要 12 倍上游管径。这些是选型输入条件,而不是可有可无的收尾细节,因为流量计必须同心安装,且内部管孔必须保持平滑。

蒸汽质量同样重要。安装文件要求遵循良好的蒸汽工程实践,包括正确的管线排水、存在湿蒸汽时设置分离器以及配备合适的疏水阀组。为确保准确测量,不允许存在气液两相流;蒸汽到达流量计前应去除水滴。TVA 本体和配对法兰不得保温,因为热量可能使电子设备温度超过其限值。应为电缆安装、端盖拆卸和显示器查看留出间隙;如需安全拆卸以进行校准或维护,还应设置旁路。

用于能源管理的运行数据

质量流量和累计流量服务于工厂中的不同决策。瞬时输出可与工艺需求、锅炉负荷或控制系统设定值进行比较,而累计值可用于班次、批次或建筑级别的消耗核查。就地显示器还可显示运行数据,以便调试和故障检查。如需远程指示,M750 显示器选项可使用 4-20 mA 信号,但须满足安装手册中的接线和量程条件。

调试时,应在隔离流量且装置处于安装说明规定的温度下对流量计进行调零。完整手册建议至少每年调零一次,并指出根据工况,通常每 2 到 5 年需要重新校准。这些内容可作为维护计划的参考,但不能替代针对具体应用制定的校准周期。应确保调试和维护团队能够取得完整的 IM-P337-51 手册。

TVA 流量计的适用场合

斯派莎克 TVA 流量计适用于项目需要在一台仪表中实现密度补偿质量流量、累计或直接控制系统信号的场合。饱和蒸汽工况应根据公布的压力和温度范围进行核对。过热蒸汽工况需要专用压力传感器套件,并应单独审核适用的选型和压力条件;不得将技术资料中的饱和蒸汽表格重新作为过热蒸汽限值使用。

根据配套安装文件,TVA 为晶片式设计,可提供 DN50、DN80 和 DN100。美国技术资料使用 2、3 和 4 inch 的尺寸标签表示同一产品系列,并给出了规定饱和蒸汽条件下的容量。应根据实际管道规格选择法兰标准和压力等级。安装手册列出 EN 1092 PN16、PN25 和 PN40、BS 10 Table H、ASME/ANSI B16.5 Class 150 和 300,以及 Korean KS 20;美国技术资料则具体说明了 ASME/ANSI B16.5 Class 150 和 300。

订购前的选型核查

  • 确认介质为饱和蒸汽还是过热蒸汽。对于过热蒸汽,应在应用审核中包含专用压力传感器套件。

  • 提供最小和最大流量、工作压力、预期温度以及所需的测量方向。公布的饱和蒸汽性能为:在最大额定流量的 10% 至 100% 范围内,读数的 +/-2%;在 2% 至 10% 范围内,为 +/-0.2% FSD;置信度为 95%,对应 2 个标准差。

  • 检查管孔、法兰标准和压力等级是否与所选尺寸匹配。上游至少保留 6 倍管径、下游至少保留 3 倍管径;对于规定的流动扰动和管径变化,技术文件要求更长的上游直管段。

  • 确认外壳、显示器查看、电缆入口和安全隔离所需的空间。在 7 barg 以上时,安装手册要求采用水平管道安装,并使电子设备外壳位于本体下方;在 7 barg 以下时,流量计可在规定限值内以任意方向安装。

  • 规划排水和蒸汽调理。分离器和合适的疏水阀组属于良好的蒸汽工程实践;流量计本体和配对法兰不得保温,因为热量可能损坏电子设备。

继续进行流量计选型

对于更广泛的 靶式流量计产品范围,可比较可用的靶式原理产品及其适用边界。在项目仍在比较测量技术时,更广泛的 流量测量产品组合非常有用。如果工况仅限于饱和蒸汽,且正在考虑不同的靶式流量计配置,请查看 TFA 饱和蒸汽流量计。如需远程指示、累计或信号集成,请查看兼容的 流量计计算机和指示器

采购前,应提供运行数据和管道详情,而不是仅依据公称尺寸进行选择。以下技术资料和安装文件包含最终工程审核所需的源数据表、接线条件、安装限制和维护参考信息。

说明

TVA 流量计专为饱和蒸汽设计,采用靶式原理,通过测量流体流动作用于运动锥体所产生的力进行工作。该应变被转换为经过密度补偿的质量流量,并通过单路回路供电 4-20 mA 输出和脉冲输出进行传输。本技术资料中的 TVA 还集成了累计流量功能和 RS232 Modbus 通信。

尺寸和管道连接

尺寸为 2、3 和 4 inch。TVA 采用晶片式设计,适合安装在 ASME (ANSI) B16.5 Class 150 和 Class 300 法兰之间。流量计应安装在按照 BS 1600 或 ASME (ANSI) B 36.10 Schedule 40 (ASME B 36.10) 制造的管道上。对于不同的管道标准或壁厚等级,应使用合适的 Schedule 40 短管,或联系 斯派莎克。

压力和温度限值

条件

限值

最大设计压力

464 psig at 462 F (462°F)

最大设计和工作温度

462 F (462°F) 饱和蒸汽

最小设计和工作温度

32 F (32°F)

最大工作压力,水平流动

464 psig at 462 F (462 °F)

最大工作压力,垂直流动

101 psig at 338 F

最小工作压力

9 psig

电子设备最高环境温度

131 F (131°F)

电子设备最高湿度

90% RH, non-condensing

冷态液压试验压力

754 psig

当地法规可能限制在所述条件以下使用。本资料中的压力和温度限值适用于此处所述的饱和蒸汽工况。完整详情请参见安装和维护说明 IM-P337-51 和 IM-P337-52。可选 M750 显示单元的说明见相关 M750 资料。版本参考:TI-P337-50-US 04.11。

技术数据

项目

数据

IP 防护等级

采用正确电缆密封套时为 IP65

电源

回路供电,标称 24 Vdc

输出

与质量流量成比例的 4-20 mA;脉冲输出,Vmax 28 Vdc,Rmin 10 kOhm

通信端口

Modbus EIA 232C (RS232)

系统不确定度

在最大额定流量的 10% 至 100% 范围内,为测量值的 +/-2%;在最大额定流量的 2% 至 10% 范围内,为 +/-0.2% FSD;根据 ISO 17025,在 95% 置信度和 2 个标准差条件下确定

量程比

最高可达 50:1

材料

部件

材料

流量计本体

不锈钢 S316,1.4408 CF8M

内部件

431 S29、S303、S304 或 S316

弹簧

Inconel X750 或同等材料

流量计阀杆

不锈钢,300 系列

电子元件外壳

铝 LM25

尺寸和重量

近似尺寸以英寸和磅为单位。

尺寸

A

B

C

D

E

重量

2 in

1.4

4.1

12.7

6.3

2.6

5.9 lb

3 in

1.8

5.4

13.1

6.3

2.6

9.7 lb

4 in

2.4

6.4

13.5

8.5

2.6

16.0 lb

流量能力和压降

流量计尺寸

最大流量,US gal/min

最大压降,英寸水柱

2 in

80

300

3 in

203

200

4 in

317

200

饱和蒸汽选型指南

以下最大和最小流量是所列饱和蒸汽压力下水平安装方向的指导值。最大值根据最大差压计算。有关垂直安装的流量能力,请联系 斯派莎克。

尺寸

流量

15 psig

44 psig

73 psig

102 psig

145 psig

174 psig

218 psig

290 psig

363 psig

435 psig

464 psig

单位

2 in

最大值

1,365

1,894

2,297

2,637

3,075

3,336

3,695

4,228

4,707

5,148

5,311

lb/hr

2 in

最小值

26

37

46

53

62

66

73

84

95

104

132

lb/hr

3 in

最大值

3,501

4,859

5,895

6,768

7,895

8,565

9,482

10,851

12,081

13,215

13,633

lb/hr

3 in

最小值

71

97

117

134

159

172

190

216

243

265

284

lb/hr

4 in

最大值

5,456

7,573

9,187

10,547

12,304

13,347

14,778

16,912

18,827

20,593

21,246

lb/hr

4 in

最小值

108

152

183

212

247

267

295

337

377

412

425

lb/hr

安装指南

  1. 上游至少应提供6倍管径、下游至少应提供3倍管径的直管段。在这些基本长度范围内不得安装阀门、管件或改变截面。

  2. 如果上游管径扩大,或存在指南中列出的弯头、减压阀或部分开启阀门等情况,应将上游直管段增加至12倍管径。

  3. 确保上游和下游管道内孔光滑,并将TVA同心安装。在管线压力不超过101 psig时,流量计可安装在任意方向。

  4. 蒸汽工况应采用正确的排水、管道支撑和偏心异径管。不得对TVA本体或配对法兰进行保温。

本指南必须与《安装和维护说明》IM-P337-51一并阅读。本指南重点说明了TVA流量计按预期运行所需的最低安装要求。

旋转电子装置外壳

电子装置外壳可旋转270度,以便为安装提供足够间隙。小心拆下四个端盖螺钉,支撑住端盖,并松开端盖锁紧螺钉,但不要将其拆下。将电子装置外壳旋转至所需位置,将锁紧螺钉重新拧紧至3 N m (26.5 lbf in),然后装回端盖和四个螺钉。

不得松开或拆下锁紧螺钉旁的紧定螺钉。不得松开或拆下装置主本体上的阀杆。

水平和垂直安装

旁通管线可在维护或校准时安全拆除流量计。关闭隔离阀V1和V2并打开阀V3,即可隔离TVA以进行重新调零;重新调零前,温度应低于20 C (20°C)。如指南所示,水平安装布置包括最长3m管段的条件。

安装条件

要求

基本直管段

清洁管道上游至少6D、下游至少3D。

流向

按照标示的流向安装,并确保装置与管道保持同心。

压力高于7 barg

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。

压力低于7 barg

在公布的限制范围内允许任意安装方向。

管道和保温

采用适当的管道对中方式,不得对TVA流量计或其配对法兰进行保温。

进行完整的安装评审时,应考虑管径、法兰对中、分离器、过滤器、疏水阀组、旁通隔离,以及接线和查看显示屏所需的可用间隙。电子装置外壳和显示屏可以旋转,但外壳必须始终处于其温度限制范围内。

电气安装

TVA采用回路供电。使用额定24 Vdc、处于9-28 Vdc工作范围内的电源。指南规定使用0.5 mm2电缆,最大长度为300 m。脉冲输出支持最大28 Vdc;远程输入必须与规定的负载条件兼容。回路输出可连接显示单元或记录仪,装置还可通过RJ11插座提供EIA 232 (RS232)通信端口。

连接或条件

指南值

电源

9-28 Vdc;额定24 Vdc

电缆规格

0.5 mm2

最大电缆长度

300 m,取决于总电阻和电缆电容

脉冲输出

最大28 Vdc;使用兼容负载,并遵循接线图

远程显示

通过4-20 mA回路输出连接M750显示单元;将远程显示设置为20 mA时的TVA流量

通信

EIA 232 (RS232)、RJ11插座;详细接线请参见IM-P337-51

安装后

机械和电气工作完成后,继续阅读IM-P337-51中的编程和调试部分。确认流向、隔离和报警配置,然后在受控条件下检查4-20 mA和脉冲信号。完整手册包含安全信息、调试菜单、操作说明、维护步骤和故障排查指南,这些内容仍是已安装产品的最终参考依据。

安装与维护

DocumentReferenceLanguageDownload
TVA Flowmeter for Saturated and Superheated Steam ServiceIM-P192-02-ZH简体中文Download
TFA Flowmeter for Saturated Steam ServiceIM-P192-04-ZH简体中文Download

TVA 流量计相关选型路径

从测量原理、蒸汽工况到显示和信号集成,按实际负荷与系统数据需求选择合适的流量计方案。

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