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蒸汽測量中渦街流量計的選型安裝和故障處理

一、概述
LUGB型渦街流量計是孔板流量計*理想的替代產(chǎn)品，渦街流量計是基于卡門渦街原理而研制成功的一種具有國際先進水平的新型流量計，由于它具有其它流量計不可兼得的優(yōu)點，自七十年代以來得到了迅速發(fā)展，據(jù)有關(guān)資料顯示，現(xiàn)在日本、歐美等發(fā)達**使用渦街流量計的比例大幅度上升，已廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域，將在未來流量儀表中占主導(dǎo)地位。
二、工作原理
在流體中設(shè)置旋渦發(fā)生體(阻流體)，從旋渦發(fā)生體兩側(cè)交替地產(chǎn)生有規(guī)則的旋渦，這種旋渦稱為卡曼渦街，旋渦列在旋渦發(fā)生體下游非對稱地排列。設(shè)旋渦的發(fā)生頻率為f，被測介質(zhì)來流的平均速度為U，旋渦發(fā)生體迎面寬度為d，表體通徑為D，根據(jù)卡曼渦街原理，有如下關(guān)系式
f=SrU1/d=SrU/md   (1)
式中U1---旋渦發(fā)生體兩側(cè)平均流速，m/s；
Sr---斯特勞哈爾數(shù)；
m---旋渦發(fā)生體兩側(cè)弓形面積與管道橫截面面積之比
式中K---流量計的儀表系數(shù)，脈沖數(shù)/m3(P/mm³)。
K除與旋渦發(fā)生體、管道的幾何尺寸有關(guān)外，還與斯特勞哈爾數(shù)有關(guān)。斯特勞哈爾數(shù)為無量綱參數(shù)，它與旋渦發(fā)生體形狀及雷諾數(shù)有關(guān)，圖1所示為圓柱狀旋渦發(fā)生體的斯特勞哈爾數(shù)與管道雷諾數(shù)的關(guān)系圖。由圖可見，在ReD=2×104～7×106范圍內(nèi)，Sr可視為常數(shù)，這是儀表正常工作范圍。當測量氣體流量時，渦街流量計的流量計算式為
式中qVn，qV---分別為標準狀態(tài)下(0℃或20℃，101.325kPa)和工況下的體積流量，m³/h；
Pn，P---分別為標準狀態(tài)下和工況下的絕對壓力，Pa；
Tn，T---分別為標準狀態(tài)下和工況下的熱力學(xué)溫度，K；
Zn，Z---分別為標準狀態(tài)下和工況下氣體壓縮系數(shù)。
由上式可見，渦街流量計輸出的脈沖頻率信號不受流體物性和組分變化的影響，即儀表系數(shù)在一定雷諾數(shù)范圍內(nèi)僅與旋渦發(fā)生體及管道的形狀尺寸等有關(guān)。但是作為流量計在物料平衡及能源計量中需檢測質(zhì)量流量，這時流量計的輸出信號應(yīng)同時監(jiān)測體積流量和流體密度，流體物性和組分對流量計量還是有直接影響的。
三、儀表的選型
儀表的正確選型是儀表正常使用的關(guān)鍵，實際應(yīng)用中，太多的故障是由于儀表的選型不合理造成的，詳細了解現(xiàn)場應(yīng)用的工況條件及介質(zhì)參數(shù)，選擇合適的壓力，溫度，防護，防爆等級及材質(zhì)，結(jié)構(gòu)方式，以保證儀表能運行在*佳狀態(tài)。對于蒸汽的計量選擇合適的渦街流量計，我認為主要按以下步驟進行：
1.*先了解所測量的工作介質(zhì)，是飽和蒸汽還是過熱蒸汽。
2.確定流量的使用范圍：*大流量和*小流量。
3.了解介質(zhì)的*高、常用、*低工作壓力和工作溫度；(對于飽和蒸汽，只需知道壓力或溫度即可)
4.查表得出工作狀態(tài)下的密度。
5.根據(jù)以上數(shù)據(jù)，對于飽和蒸汽，我們可以從該表的說明書中的飽和蒸汽的流量范圍表中查找出*接近的流量表。(過熱蒸汽可依據(jù)相應(yīng)的密度從飽和蒸汽流量表中查的)
6.*后根據(jù)現(xiàn)場的工作環(huán)境選擇是使用一體式的還是分離式的。(例如介質(zhì)溫度較高)
四、安裝：
1.渦街流量計屬于對管道流速分布畸變、旋轉(zhuǎn)流和流動脈動等敏感的流量計，因此，對現(xiàn)場管道安裝條件應(yīng)充分重視，遵照生產(chǎn)廠使用說明書的要求執(zhí)行。
2.減小振動對渦街流量計的影響應(yīng)該作為渦街流量計現(xiàn)場安裝的一個突出問題來關(guān)注。*先在選擇傳感器安裝場所時盡量注意避開振動源。其次采用彈性軟管連接在小口徑中可以考慮。*三，加裝管道支撐物是有效的減振方法。
3.在渦街流量計上游2-10D處取測壓點，在流量計下游5-10D處取測溫點，測溫元件應(yīng)探入管道內(nèi)部且迎向流體方向。
五、常見故障現(xiàn)象及解決方法
1.通電后無流量時有輸出信號。可能原因
1)輸入屏蔽或接地不良，引入電磁干擾
2)儀表靠近強電設(shè)備或高頻脈沖干擾源
3)管道有較強振動
4)轉(zhuǎn)換器靈敏度過高。處理方法：
1)改善屏蔽與接地，排除電磁干擾
2)遠離干擾源安裝，采取隔離措施加強電源濾波
3)采取減震措施，加強信號濾波降低放大器靈敏度
4)降低靈敏度，提高觸發(fā)電平
2.通電通流后無輸出信號。可能原因
1)電源出故障
2)輸入信號線斷線
3)放大器某級有故障
4)檢測元件損壞
5)無流量或流量過小
6)管道堵塞或傳感器被卡死。處理方法：
1)檢查電源與接地
2)檢查信號線與接線端子
3)檢測工作點，檢查元器件
4)檢查傳感元件及引線, 檢查閥門，增大流量或縮小管徑
5)檢查清理管道，清洗傳感器。
3.輸出信號不規(guī)則不穩(wěn)定，可能原因：
1)有較強電干擾信號
2)傳感器被沾污或受潮，靈敏度降低
3)傳感器靈敏度過高
4)傳感器受損或引線接觸不良
5)出現(xiàn)兩相流或脈動流
6)管道震動的影響
7)工藝流程不穩(wěn)定
8)傳感器安裝不同心或密封墊凸入管內(nèi)
9)上下游閥門擾動
10)流體未充滿管道
11)發(fā)生體有纏繞物
12)存在氣穴現(xiàn)象。處理方法：
1)加強屏蔽和接地
2)清洗或更換傳感器，提高放大器增益
3)降低增益，提高觸發(fā)電平
4)檢查傳感器及引線
5)加強工藝流程管理，消除兩相流或脈動流現(xiàn)象
6)采取減震措施
7)調(diào)整安裝位置
8)檢查安裝情況，改正密封墊內(nèi)徑。
9)加長直管段或加裝流動調(diào)整器
10)更換裝流量傳感器地點和方式
11)消除纏繞物
12)降低流速，增加管內(nèi)壓力
經(jīng)過幾年的使用，我們發(fā)現(xiàn)渦街流量計非常適合外供熱用戶的蒸汽計量，同時也得到了廣大用戶的肯定，但是，現(xiàn)在的我們國產(chǎn)的渦街流量計還不夠規(guī)范，還不夠標準，我們期待，隨著技術(shù)的不斷進步，國產(chǎn)渦街流量計能夠越來越規(guī)范，測量精度越來越高，更加方便我們用戶的使用。
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