渦街流量計的安裝與使用

史曉軍，田廣霽

（1 遼寧大唐國際阜新煤制天然氣有限責(zé)任公司，遼寧阜新123000；2 遼寧省煤制天然氣工程技術(shù)研究中心，遼寧阜新123000；3 遼寧省煤制天然氣工程研究中心，遼寧阜新123000；4 遼寧大唐國際阜新煤制天然氣有限責(zé)任公司企業(yè)博士后科研基地，遼寧阜新123000）

渦街流量計［1］普遍應(yīng)用于化工、電力企業(yè)的供水、供氣和循環(huán)冷卻水系統(tǒng)，有滿管式渦街流量計和插入式渦街流量計兩種。滿管式渦街流量計適用于小管徑高流速流體，插入式渦街流量計適用于大管徑低流速流體。渦街流量計流體自然振蕩的測量原理決定了其所在管道振動、周圍工頻干擾、直管段不足等施工安裝問題，都將影響到渦街流量計的測量，甚至產(chǎn)生非常大的偏差，這在新建的項目中經(jīng)常出現(xiàn)。大唐阜新煤制天然氣項目加壓氣化、酚回收、甲烷化裝置等設(shè)計采用了112臺套渦街流量計，為確保渦街流量計的正確使用，必須采取相應(yīng)的抗干擾措施，切實做好流量計的施工安裝。

1 渦街流量計的工作原理

渦街流量計又稱卡門旋渦流量計，其工作原理如圖1，是利用流體自然振蕩的原理制成的一種分離型流量計［2］。當(dāng)流體以足夠大的流速流過垂直于流體流向的物體時，若該物體的尺寸適當(dāng)，就會在物體的后面沿兩條平行直線上產(chǎn)生整齊排列且轉(zhuǎn)向相反的渦列。渦列的個數(shù)，即渦街的頻率與流體的流速成正比，如式 （1）所示。

圖1 渦街流量計的工作原理圖

2 渦街流量計安裝注意事項

2.1 渦街流量計安裝方式的選擇

渦街流量計既可安裝在水平管道上，也可安裝在垂直管道上。因為渦街流量計是一種速度式流量計，要實現(xiàn)準(zhǔn)確測量，必須注意保證滿管測量，故在水平管道上安裝渦街流量計，一般應(yīng)選擇安裝在管道的最低處，安裝在垂直管道時，流體的流向應(yīng)自下而上。

2.2 渦街流量計直管段要求

渦街流量計的安裝對其前后直管段的要求是非常苛刻的，流量計上游要保證有10 D～35 D的直管段 （D為管道直徑），流量計下游直管段應(yīng)不小于5 D，上游直管段長短視上游有無直角彎、擴大管、縮徑管而定。特別注意，在直管段滿足要求的情況下，流量計應(yīng)盡量選擇安裝在前后直管段盡量大的管道位置處，這樣能夠保證流量計上下游節(jié)流件所造成的紊流不致影響到流量計測量精度。

2.3 渦街流量計安裝位置的選擇

（1）管道的強烈震動會對渦街流量計的測量產(chǎn)生一定的影響，故在選擇渦街流量計安裝位置時，應(yīng)盡量避免安裝在有強烈震動的管道上，以免影響測量精度。當(dāng)管道有震動時，必須采取減震措施。

（2）工頻干擾信號存在也會對渦街流量計的測量產(chǎn)生非常大的影響，工頻信號會疊加到測量信號中去。故渦街流量計盡量避免安裝在大功率電動機等存在的環(huán)境里，在此環(huán)境下，必須采取做好儀表接地，選用屏蔽電纜，信號的傳輸方式采用直流信號等措施消除工頻干擾。

（3）渦街流量計漩渦發(fā)生體的迎流面必須正對著流體流動方向，安裝時應(yīng)特別注意，否則會產(chǎn)生非常大的偏差。

（4）在渦街流量計帶有流量調(diào)節(jié)的系統(tǒng)中，渦街流量計即使?jié)M足直管段要求，也必須安裝在調(diào)節(jié)閥前。否則調(diào)節(jié)閥產(chǎn)生的射流會對渦街流量計的測量產(chǎn)生影響，會出現(xiàn)閥門開小，流量反而增大的現(xiàn)象。

3 渦街流量計使用注意事項

（1）隔爆［3］型渦街流量計，絕對不能在通電狀態(tài)下爆炸危險界區(qū)內(nèi)打開儀表設(shè)備外殼，否則會產(chǎn)生非安全火花，有現(xiàn)場發(fā)生爆炸的危險。在檢修時要注意保護(hù)流量計外殼，尤其是隔爆接合面不能受損傷，否則影響其防爆性能。

（2）渦街流量計漩渦發(fā)生體長時間使用，發(fā)生體表面會沾污，影響其測量精度，故應(yīng)定期將渦街流量計發(fā)生體從管道中取出，用酒精或汽油進(jìn)行清洗。

他把撕剩的那條毯子扯成一條條的，裹好那雙鮮血淋淋的腳。同時把受傷的腳腕子重新捆緊，為這一天的旅行做好準(zhǔn)備。等到收拾包袱的時候，他對著那個厚實的鹿皮口袋想了很久，但最后還是把它隨身帶著。

（3）應(yīng)定期檢查渦街流量計的零點，對于插入式渦街流量計檢查儀表零點非常方便，只需將渦街流量傳感器旋轉(zhuǎn)90°即可，零點偏離較大時進(jìn)行調(diào)零。

4 常見故障診斷與排除

根據(jù)以往渦街流量計的使用和維護(hù)，對渦街流量計經(jīng)常出現(xiàn)的一些故障現(xiàn)象和分析、排除故障的方法進(jìn)行分類，歸納如下。

4.1 故障現(xiàn)象：管道內(nèi)有流量，渦街流量計無信號輸出

（1）原因分析 ①渦街流量計供電不正確；②渦街流量計放大板接線有虛連或斷線；③放大器損壞。

（2）故障排除 ①檢查接線是否正確，供電是否正常；②處理好渦街流量計的放大板接線虛連或斷線；③更換放大器。

4.2 故障現(xiàn)象：管道內(nèi)無流量，但傳感器有信號輸出

（1）原因分析 ①接地不良，引入干擾；②管道震動較大；③傳感器增益過大。

（2）故障排除 ①檢查接地電阻，應(yīng)不大于10Ω，否則處理接地；②對工藝管線進(jìn)行減震處理；③調(diào)整增益電位器至合適值。

4.3 故障現(xiàn)象：管道內(nèi)有正常流量，但傳感器輸出頻率為50 Hz

（1）原因分析 流量計附近有大功率的電動機或比較強的電場。

（2）故障排除 加強對信號線的屏蔽處理，并將原脈沖信號改為標(biāo)準(zhǔn)電流信號。

4.4 故障現(xiàn)象：正常流量時傳感器輸出信號不穩(wěn)定

（1）原因分析 ①用示波器檢查輸出信號是漏脈沖，還是多脈沖，前者說明增益過??；后者說明增益過大；②流量計安裝不正確，流場產(chǎn)生振動。

（2）故障排除 ①調(diào)整增益電位器至合適的值；②按照流量計前后直管段的要求進(jìn)行安裝。

4.5 故障現(xiàn)象：在調(diào)節(jié)流量時流量與閥門的開度成反比。

（1）原因分析 調(diào)節(jié)閥安裝在流量計的前面，在小流量時產(chǎn)生射流。

（2）故障排除 進(jìn)行改造將調(diào)節(jié)閥安裝在流量計的后面。

5 結(jié) 語

在工藝介質(zhì)流量的測量中，渦街流量計相對于孔板和其它的流量計來說，具有其獨特的優(yōu)點，尤其是對于大口徑流量的測量或計量更顯其優(yōu)勢。實踐表明，在正確安裝渦街流量計的前提下，只要對其進(jìn)行精心的維護(hù)維修，渦街流量計是能夠準(zhǔn)確測量流量的。

［1］ 何慰祖.現(xiàn)代化工檢測儀表 ［M］.南京：東南大學(xué)出版社，1993：30－33.

［2］ 朱炳興，王森.儀表工試題集 ［M］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2002：57－58.

［3］ 杜維，樂嘉華.化工檢測技術(shù)及顯示儀表 ［M］.杭州：浙江大學(xué)出版社，2005：87－88.