蒸気用渦流量計

渦流量計は蒸気の問いに答える計器です。プラントが購入し、移動し、あるいは失うエネルギーの量を知りたいとき、媒体は通常蒸気か圧縮空気であり、導電性の液体を測る計器はどちらにも使えません。渦流量計は可動部なしでこれらを測り、その組み合わせが、ほとんどのボイラ室のエネルギー収支の先頭にこの方式が現れる理由です。

その代わりに求めるのは、数えられる流れです。この計器は液位や圧力ではなく律動を読み、律動には規則的な渦の放出が必要です。ボディの周囲の条件がボディ自体と同じくらい重要になるのはそのためです。

測定方式

渦発生体を管路の断面に固定します。蒸気がそこを通過すると、渦が両側から交互に放出され、放出された渦はそれぞれ、後方の縁から小さな圧力パルスを奪います。ボディ内のセンサがその交互性を検知し、電子部がそれを数えます。ボディが想定する帯では、数える周波数が流速に比例するため、既知の口径がそれを 1 時間あたりの体積に換算します。

信号が周波数であることが、この方式をこの用途で長持ちさせる理由です。周波数はアナログのスパンのようにはずれず、蒸気と熱がいずれ固着させる可動要素も要りません。必要なのは、媒体が計器の内部にある間、単一の相にとどまることです。湿り蒸気の液滴は渦の放出を乱し、ボディ内で凝縮するガスも同じです。資料が二相流には対応しないと明言し、上流の乾き蒸気の分離器が別の案件ではなく答えの一部になることが多いのはそのためです。

ボディが耐えることを求められる条件

計器には二組の独立した条件が働き、別々の部品が耐えるため、通常は別々に述べられます。媒体側の条件（温度、圧力、蒸気が飽和か過熱か）には、ボディ、センサ、シールが耐えます。周囲側の条件（振動、天候、管路が断熱されているか、ヘッドの周囲がどれだけ熱くなるか）には筐体が、そして長い年月のうちには電子部が耐えます。

このページの背後の資料は、上位形について、高周波振動のある管路向けの肉厚のボディと、角形断面の支持部に載るセンサ組立体を挙げています。これは第一の条件ではなく第二の条件への答えです。注目に値するのは、渦の放出周波数での振動が流れと区別できないことです。振動している計器は単に不正確なのではなく、存在しないものを読んでいます。

体積の読みと補償した読み

渦流量計が生み出すのは体積であり、蒸気とガスでは、体積が買い手の必要とする数値であることはまれです。ある圧力の 1 m³ の蒸気と、別の圧力の 1 m³ の蒸気は含むエネルギー量が異なるため、補償せずに取った積算値は、同じエネルギーが送られていても、ボイラ負荷や管路圧力が変わるたびに変化します。

補償は、温度と圧力を測り、体積を質量または標準体積に換算することでこれを補います。計器側で検知する一体形にも、外部の温度センサと圧力トランスミッタを流量コンピュータが受ける分離形にもできます。資料は、分離形を過熱蒸気、高温の管路、頭上の配管向けと述べており、これは実務上の区別です。検知点は手が届き、正しく配置されなければならず、高温の頭上の管路では計器から離して配置するほうが容易です。

補償が必要かどうかは、計器ではなく、管理する収支についての問いです。動いているかどうかを見るためだけに測る管路には補償は不要で、エネルギーを課金するために測る管路には必要です。

取付と直管長

ボディは整った旋回のない流速分布を見る必要があり、資料は上流 10 DN、下流 5 DN を通例の要件としています。この数値はサイトではなく計器に属するため、空きが短い場合、配置は計器を発注した後ではなく前に確定しなければなりません。ボディに近い乱れ（エルボ、半開の弁、レデューサ、サーモウェル）は流量の変化として読まれ、どの校正でも取り除けない誤差として現れます。

資料のさらに二つの点は、設置に持ち込む価値があります。溶接は計器を取り付ける前に済ませるべきです。計器を通る溶接電流は、電源が入っていなくても電子部を損傷し得るためです。また取付姿勢も用途の一部です。高温の管路の上に据えたボディは、横に据えたものより早く劣化するため、蒸気と高温ガスの設置では、ボディの支持部を垂直から傾けることが勧められています。

測定上の制約と選定の留意点

資料は、湿り蒸気や二相流には対応しないと明確に述べています。これは最後ではなく最初に確認すべき制約です。第二は流速です。ある値を下回ると放出が規則的でなくなり、測定範囲の下限は電子的な限界ではなくボディの物理で決まります。流れに対して口径が大きすぎる管路が、渦流量計の設置として良くないのはそのためです。

資料はまた、3 つの数値を未確定のまま残しており、それは買い手が通常最初に比べる数値です。レンジ比は 3 とおりに与えられています。記載された基準密度で 8:1、従来形で 1:6〜1:25、特長の一覧で最大 1:30 で、資料自身がレンジ比は媒体密度で変わると注記しているため、確認せずに任意の媒体へ当てはめられる値は 3 つのうち一つもありません。媒体温度は重なり合う 2 つの体系で与えられています。精度は等級と指示値の百分率の両方で表され、これらは別の量であり、互いに換算すべきではありません。3 つともここで解決せず、以下にデータ要確認として挙げています。

ご注文について

答えを固定する項目は、媒体とそれが蒸気・ガス・液体のどれか、蒸気が乾きかどうか、最小・通常・最大流量、媒体温度と圧力およびそれらが変動するか、配管の外径と肉厚およびフランジ規格、補償した質量または標準体積が必要か、出力とそれを読む側、設置点に電源があるか、そして上流と下流に取れる直管長です。提案する計測点の配管の説明と図があれば見積書を出せ、配置が合意されるにつれて精緻化できます。数量、仕向港、必要な納期が照会を完成させます。