摘要：為了確保渦街流量計(jì)能安全使用,測(cè)量出工業(yè)管道介質(zhì)流體的流量,作出規(guī)范安裝、使用流量計(jì)的提議。文章從闡述渦街流量計(jì)的基本工作原理著手,探究流量計(jì)安裝時(shí)應(yīng)注意的事項(xiàng),包括選擇合理的安裝方式、掌握渦街流量計(jì)直管段的基本要求、合理設(shè)定流量計(jì)的安裝位置等總結(jié)流量計(jì)使用中的常見問題,提出幾點(diǎn)可靠的維護(hù)建議,以供同行參考。
　　渦街流量計(jì)是工業(yè)領(lǐng)域中常用的一種速度式流量計(jì),其主要是檢測(cè)工業(yè)管道介質(zhì)流體的流量,包括液體、氣體、蒸氣等,能對(duì)外輸出模擬量標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)或數(shù)字量脈沖信號(hào),具備溫度補(bǔ)償、瞬時(shí)溫度呈現(xiàn)與流量積算等諸多功能。可以和計(jì)算機(jī)等數(shù)字化系統(tǒng)配套使用,是一種實(shí)用的流量?jī)x表。某廠配置應(yīng)用了12臺(tái)LUGB型渦街流量計(jì),從投運(yùn)以后流量計(jì)運(yùn)行狀態(tài)都不是很穩(wěn)定,這是令人堪憂的，使用單位積極組織技術(shù)人員進(jìn)行技術(shù)改造,取得的效果相對(duì)理想。
一、渦街流量計(jì)的工作原理
　　漩渦發(fā)生體、頻率檢測(cè)器與信號(hào)轉(zhuǎn)換器等均是流量計(jì)的重要構(gòu)成,其主要是對(duì)外輸出4~20mADC信號(hào)或脈沖電壓信號(hào),測(cè)量原理是在流動(dòng)的流體內(nèi)，于垂直方向安放單根或數(shù)根非流體型阻流體,在一定的流量范疇中,在阻流體兩側(cè)流體能實(shí)現(xiàn)交替分離,釋放2串頻率和管道中的平均流速成正比例關(guān)系、規(guī)則的、不對(duì)稱但有規(guī)律的交替式漩渦列(圖1),兩側(cè)漩渦旋轉(zhuǎn)方向可以不一致,利用專用檢測(cè)元件檢出旋渦頻率后,便能順利的推導(dǎo)出流體的流量。
 
　　假定v代表被測(cè)介質(zhì)的平均流速,f是旋渦的發(fā)生頻率,d表示旋渦發(fā)生體的迎面寬度,單側(cè)旋渦形成的頻率f進(jìn)而v、d之間的關(guān)系可以采用①式表示:
 
　　在上式內(nèi),S,是雷諾數(shù)的函數(shù),取值范圍2X104~7X106,氣體5^*50m/s;液體0.5~7m/s,當(dāng)旋渦發(fā)聲體的外形與尺寸大小一定時(shí),可以將Sr看成是常數(shù),渦街頻率與體積流量?jī)烧咧�間存在正比例關(guān)系,流體物理性質(zhì)與成分改變不會(huì)對(duì)其形成影響�？梢圆捎昧髁坑�(jì)檢測(cè)相流狀態(tài)下的液體、氣體與蒸汽各自的流量值;但是當(dāng)轉(zhuǎn)換至混相流體狀態(tài)時(shí),流量計(jì)很難實(shí)現(xiàn)正確測(cè)量。
二、安裝渦街流量計(jì)時(shí)的注意事項(xiàng)
(一)合理選擇安裝方式
　　可以將渦街流量計(jì)安裝在水平或者垂直管道上,因?yàn)檫@種流量計(jì)屬于速度式流量計(jì),實(shí)踐中為了能確保測(cè)量結(jié)果的正確性,--定要實(shí)現(xiàn)在滿管狀態(tài)下檢測(cè)，所以如果選定在水平管道上安裝時(shí),通常將流量計(jì)安裝在管道的最低位,選擇安裝在垂直管道時(shí),要確保流體的流向是從下到上。
(二)掌握流量計(jì)直管段的要求，
　　具體安裝實(shí)踐中對(duì)流量計(jì)前后直管段提出十分嚴(yán)格的要求,流量計(jì)上游要確保有10D~35D的直管段(D是管道直徑)，下游直管段要≥5D,結(jié)合上游區(qū)域內(nèi)是否存有無直角彎、擴(kuò)大管、縮徑管等情況設(shè)定上游直管段的具體長(zhǎng)度。在這里重點(diǎn)提及的一點(diǎn)內(nèi)容是,當(dāng)直管段的安裝符合設(shè)計(jì)要求時(shí),盡量將流量安裝在前后直管段偏大的管道.上,借此方式確保流量計(jì)上”下游節(jié)流件所形成的紊流不會(huì)降低測(cè)量結(jié)果的精度。結(jié)合實(shí)際流體測(cè)量的現(xiàn)實(shí)需求,需要在渦街流量計(jì)檢測(cè)壓力與溫度值,建議將測(cè)壓點(diǎn)、測(cè)溫點(diǎn)分別設(shè)定在傳感器下游的3D^5D、6D8D位置(圖2)。
 
(三)安裝位置
(1)安裝流量計(jì)的管道時(shí),應(yīng)盡量減少高溫?zé)嵩磁c輻射源形成的不良影響，安裝場(chǎng)所內(nèi)一定要采用標(biāo)準(zhǔn)的隔熱通風(fēng)方法,盡量躲避強(qiáng)腐蝕環(huán)境。為了能有效解除電磁干擾，要確�，F(xiàn)場(chǎng)布線要與高壓線$電源線和電力設(shè)備等之間有較長(zhǎng)的距離。
(2)管道自身如果出現(xiàn)十分明顯的震動(dòng),則會(huì)干擾渦街流量計(jì)的測(cè)量過程,測(cè)量結(jié)果的正確率也會(huì)下降。故而,盡量不.要將流量計(jì)安裝在震動(dòng)較強(qiáng)的管道上,尤其是橫向震動(dòng);也盡量不要將其安裝在架空面過長(zhǎng)的管道上,以上這種情況很可能造成流量計(jì)下垂,增加法蘭的密封泄漏風(fēng)險(xiǎn)。如果一定要將流量計(jì)安裝在以上兩種場(chǎng)合內(nèi),則一定要在傳感器的上下游2D位置分別加設(shè)管道緊固裝置和防震墊。
(3)工頻干擾信號(hào)也是影響渦街流量計(jì)測(cè)量效果的--種.常見客觀因素,工頻信號(hào)通過疊加的方式會(huì)被整合進(jìn)被測(cè)信號(hào)內(nèi),因而盡量不要將流量計(jì)安裝在有大功率電動(dòng)機(jī)等的環(huán).境中，如果非要安裝這種環(huán)境中時(shí),則一定要督導(dǎo)工人做好儀表接地工作,規(guī)范應(yīng)用屏蔽電纜,利用直流信號(hào)的方式輸出信號(hào)，借此方式解除工頻形成的干擾。
(4)如果將流量計(jì)安裝在室外環(huán)境中,則一.定要做到防水處理,電氣接口位置應(yīng)把電纜線彎制成U形,以防有水順沿電纜線進(jìn)到儀表殼中。如果發(fā)現(xiàn)流量計(jì)安裝點(diǎn)位的上游較位置安裝了不斷發(fā)出開關(guān)動(dòng)作的閥門裝置時(shí),則其很可能會(huì)短縮.流量計(jì)的使用年限,容易對(duì)其造成永久性損害。
三、流量計(jì)使用的注意事項(xiàng)
(1)隔爆型流量計(jì),嚴(yán)禁在通電狀態(tài)爆炸危險(xiǎn)區(qū)中開啟儀表設(shè)備外殼,否則會(huì)生成非安全火花,增加了現(xiàn)場(chǎng)爆炸事件發(fā)生的概率。檢查、維修過程中,要加大對(duì)流量計(jì)外殼的保護(hù)力度,也別是不能對(duì)隔爆接合面造成損害,否則會(huì)降低儀表自身的防爆性能。
(2)關(guān)于選型方面的部分,當(dāng)下市面上售賣的很多渦街傳.感器在口徑或設(shè)計(jì)選型后,因?yàn)橹圃旃に嚄l件出現(xiàn)明顯變化，.以致選大了一個(gè)規(guī)格,故而現(xiàn)實(shí)選型中盡量選用較小的口徑，這是提升流量計(jì)測(cè)量精度的有效方法之一,關(guān)于這方面問題的成因，可能是指示長(zhǎng)時(shí)間不正確,指示在較大范疇中變動(dòng),不能讀書及小流量時(shí)指示不準(zhǔn)等。為此可以結(jié)合儀器參數(shù)值設(shè)定情況,進(jìn)行二次整定,進(jìn)而提升指示正確性。
(3)漩渦發(fā)生體長(zhǎng)期投入運(yùn)行時(shí),表面容易沾污,進(jìn)而影響儀器其測(cè)量精度。維規(guī)避發(fā)生以上情況，應(yīng)指派專人定期將渦街發(fā)生體由管道內(nèi)取出,利用酒精或汽油清洗。
(4)定期檢查流量計(jì)的零點(diǎn),插入式流量計(jì)檢查零點(diǎn)的過程是十分簡(jiǎn)單、方便的，僅需把傳感器旋轉(zhuǎn)90°即可，如果發(fā)現(xiàn)零點(diǎn)偏大時(shí),則要對(duì)其進(jìn)行調(diào)零操作。.
四、流量計(jì)常見故障的診斷與排除
(一)通電以后傳感器沒有輸出信號(hào)
　　造成這種故障問題的原因主要有兩種:-是管道中工藝介質(zhì)沒有流動(dòng);二是傳感器供電方式有誤。故障的排除方法也較簡(jiǎn)單:-打開工藝閥門,通進(jìn)流量;二是檢查接線方法、供電形式是否正確。如果經(jīng)細(xì)致檢查后發(fā)現(xiàn)局部回路上接頭已經(jīng)松動(dòng)導(dǎo)致回路中斷,部分接頭雖然緊湊連接,但是因剝線問題導(dǎo)致緊固螺釘錯(cuò)誤的緊固在線皮上,也會(huì)導(dǎo)致回路中斷。在線路問題被解除后,相應(yīng)的問題也會(huì)迎刃而解。
(二)管道中沒有流量,但傳感器能輸出信號(hào)
　　引起這種故障問題的原因主要有三種:一.是接地不良,引進(jìn)干擾因素;二是管道運(yùn)行階段形成較大震動(dòng);三是傳感器增.益偏大。
　　可采用如下方法排除故障問題:-.是現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)檢查接地電阻阻值,應(yīng)將其控制在102內(nèi)，否則重新進(jìn)行接地操作;二是對(duì)工藝管線采用減振處理方法;三是合理調(diào)整增益電位器，使增益值處于合理的范疇中。
(三)管道中流量正常,傳感器輸出頻率50Hz
　　造成這種情況主要是流量計(jì)周邊有大功率的電機(jī)或者形成了較強(qiáng)的電場(chǎng)。排除故障的方法也較簡(jiǎn)單,做好信號(hào)線的屏蔽處理工作,利用標(biāo)準(zhǔn)電流信號(hào)將原脈沖信號(hào)取而代之。
(四)雖然能穩(wěn)定的輸出大流量,但小流量輸出信號(hào)穩(wěn)定性偏差
　　可能是因?yàn)楣艿纼?nèi)介質(zhì)的流量明顯低于流量計(jì)正常運(yùn)作的下限流量;傳感器增益值過小等。
　　面對(duì)這種故障問題,要求使用單位盡早對(duì)流量計(jì)進(jìn)行重新選型,或在保證運(yùn)行安全的基礎(chǔ)上,盡量減小工藝管道直徑;賈大師對(duì)增益電位器的調(diào)整力度,使增益值處于合理的區(qū)間內(nèi)。為有效處理計(jì)量不正確的問題,相關(guān)人員應(yīng)認(rèn)真檢查儀表K系數(shù)或口徑等重要參數(shù)的設(shè)置情況;檢查測(cè)量氣體或者蒸汽補(bǔ)償或其他參數(shù)是否正確;檢查安裝流量計(jì)時(shí),墊片是否達(dá)到同心或伸入管道等。
(五)流量正常時(shí),傳感器無法穩(wěn)定的輸出信號(hào)
　　分析這種故障問題的成因時(shí),可以采用示波器去檢測(cè)輸出信號(hào)，如果其是漏脈沖,提示存在增益過小的問題;如果檢出的是多脈沖,則表明增益過大;還可能是由于流量計(jì)安裝方法有錯(cuò)誤,流場(chǎng)生成較大振動(dòng)導(dǎo)致的可以采用如下兩種方法排除故障:--是將增益電位器的值調(diào)整到合理范圍中:二是嚴(yán)格依照流量計(jì)前后直管段的具體要求進(jìn)行規(guī)范安裝。
(六)調(diào)節(jié)流量時(shí),流量與閥門的開度成反比
　　可能是因?yàn)殄e(cuò)誤的將調(diào)節(jié)閥安裝在流量計(jì)之前,在檢測(cè)小流量時(shí)出現(xiàn)射流問題。
　　如果在技術(shù)改造時(shí),能將調(diào)節(jié)閥安裝在流量計(jì)之后,那么以上故障問題將會(huì)被解除。
(七)雖然管道中有流量,但沒有感器無輸出
　　導(dǎo)致這種故障現(xiàn)象的原因主要有兩點(diǎn):一是接線端子與傳感器的放大板之間的接線存在虛連或斷線情況:二是放大.器出現(xiàn)功能性損害。
　　針對(duì)第一種故障原因,解除接線的虛連或斷線的問題即可;如果經(jīng)檢查后確定是第二種原因，則需要盡早更換放大奮。
(八)傳感器損壞
　　在測(cè)量蒸汽過程中，水錘是造成99.0%流量計(jì)傳感器損壞.的主要原因,為了規(guī)避產(chǎn)生水錘,建議將疏水器增設(shè)到工藝管線上;認(rèn)真檢查檢測(cè)傳感器是否正確選擇了材質(zhì),部分介質(zhì)是否對(duì)傳感器造成腐蝕;檢查傳感器工作溫度是否高于額定值。
五、結(jié)束語
　　渦街流量計(jì)是應(yīng)用微功耗科技設(shè)計(jì)而成的,應(yīng)用鋰電池供電,能實(shí)現(xiàn)持續(xù)運(yùn)行2年之久,能清晰的呈現(xiàn)出瞬時(shí)流量、累積流量等諸多指標(biāo)。近些年中,渦街流量計(jì)在石化、冶金.煤炭等行業(yè)中均有應(yīng)用。在生產(chǎn)實(shí)踐中,要做到正確選型、合理安裝、規(guī)范化使用及定期維護(hù),確保流量計(jì)運(yùn)行階段.隱患因素發(fā)現(xiàn)、解除的時(shí)效性,使自身作用發(fā)揮到極致。

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