摘要:渦街流量計(jì)采用微功耗高新技術(shù)，現(xiàn)階段在石油、化工、煤炭、電力及冶金等眾多行業(yè)領(lǐng)域當(dāng)中均得以廣泛應(yīng)用，但在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，極易受各層面因素影響而產(chǎn)生相應(yīng)的故障問(wèn)題，為確保渦街流量計(jì)可實(shí)現(xiàn)高效利用，本文主要探討渦街流量計(jì)的基本原理及其應(yīng)用特點(diǎn)，并進(jìn)一步地剖析渦街流量計(jì)在實(shí)際使用過(guò)程中故障問(wèn)題的誘發(fā)因素，提出更具有效性的防治對(duì)策，對(duì)今后更好地維持渦街流量計(jì)高效運(yùn)行、避免故障問(wèn)題的產(chǎn)生起到一定的指導(dǎo)作用。
0引言
渦街流量計(jì)屬于速度式的流量計(jì)，使用過(guò)程往往極易有故障問(wèn)題產(chǎn)生，若想確保渦街流量計(jì)能夠?qū)崿F(xiàn)高效化的利用，對(duì)渦街流量計(jì)實(shí)際應(yīng)用特點(diǎn)與其故障問(wèn)題開(kāi)展綜合分析較為必要。
1關(guān)于渦街流量計(jì)基本原理及應(yīng)用特點(diǎn)的闡述
1.1渦街流量計(jì)的基本原理
渦街式的流量計(jì)，一般內(nèi)置旋渦類(lèi)型的發(fā)生體、頻率檢測(cè)系統(tǒng)裝置、信號(hào)轉(zhuǎn)換系統(tǒng)裝置，可輸出相應(yīng)的脈沖電壓還有420m的ADC相應(yīng)信號(hào)。針對(duì)該渦街式的流量計(jì)實(shí)測(cè)原理，即流動(dòng)體呈垂直方向逐漸移動(dòng)，設(shè)非流體相應(yīng)阻流體之后，流量處于特定范圍，阻流體兩端的流體則交替分離，并且釋放出兩串的頻率，此頻率和管道內(nèi)的平均流速、規(guī)則性及不對(duì)稱(chēng)性交替相應(yīng)漩渦列則呈比例關(guān)系，而側(cè)漩渦呈相反的一個(gè)旋轉(zhuǎn)方向。依托于檢測(cè)元件，現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定操作實(shí)現(xiàn)漩渦的頻率獲取，則該頻率屬于所推算出的相應(yīng)流體流量。在一定程度上,被測(cè)介質(zhì)若假定其平均流速v，則漩渦類(lèi)型的發(fā)生體實(shí)際迎面部位的寬度d,此旋渦的發(fā)生頻率則為f;針對(duì)一側(cè)漩渦所產(chǎn)生的頻率f,其和v及d相互間關(guān)聯(lián)性代表式，則是f=Sr*v/d.該式的Sr代表著雷諾數(shù)基本函數(shù)，即ReD=2*1047*106,且氣體達(dá)5~50m/s;而液體為0.5~7m/s,漩渦類(lèi)型的發(fā)生體若尺寸及其形狀特定，則Sr表示的是常數(shù)，此渦街頻率、體積流量二者則呈一定的比例關(guān)系，不受該液體自身物理性質(zhì)、組分變化相關(guān)因素所影響。該渦街類(lèi)型的流量計(jì)，能測(cè)定單相流態(tài)基礎(chǔ)條件下的蒸汽、氣/液體具體的流量情況，混相流態(tài)之下，流量計(jì)則無(wú)法保證測(cè)量精度。渦街流量計(jì)，依照著傳感裝置可劃分成插入、夾持、法蘭這三種類(lèi)型。選型期間，需注重法蘭類(lèi)型的優(yōu)選，其次便是夾持式。這是因夾持及插入類(lèi)型渦街式的流量計(jì)，其精度極易受安裝所影響，缺乏規(guī)范性安裝操作，會(huì)致使其有大測(cè)量偏差產(chǎn)生。無(wú)需實(shí)施精確控制及計(jì)量相應(yīng)場(chǎng)合之中，便可選定插入類(lèi)型渦街類(lèi)型流量計(jì)。渦街類(lèi)型的流量計(jì)有一體及分體這兩種形式，若處高溫或是高空及井中各種不同的安裝環(huán)境之中，為對(duì)儀表使用環(huán)境起到改善作用，便于實(shí)施儀表檢修操作等，通常會(huì)優(yōu)選分體式的儀表。而一體式的儀表在具體應(yīng)用期間，其安裝點(diǎn)周邊需預(yù)留充分空間，為后期接線安裝及定期維護(hù)提供便利條件。
1.2渦街流量計(jì)的應(yīng)用特點(diǎn)
渦街流量計(jì)被廣泛應(yīng)用至工業(yè)管道當(dāng)中，測(cè)定介質(zhì)流體的流量，涉及到蒸汽、液/氣體各項(xiàng)介質(zhì)。如下.為此渦街類(lèi)型流量計(jì)自身所具備相應(yīng)的應(yīng)用特點(diǎn)情況:一是，壓力層面損失小及范圍量程高、有著良好精度性相關(guān)特點(diǎn)。處于相應(yīng)測(cè)量工況之下體積流量，其往往不會(huì)受其流體自身的黏度、密度及溫度、實(shí)際壓力參數(shù)所影響:二是，內(nèi)含不可動(dòng)性質(zhì)機(jī)械零件，故其呈更高的可靠性、小維護(hù)量、總體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單牢固，可長(zhǎng)期維持可靠性的運(yùn)行狀態(tài):三是，安裝及維修均極:具便捷性，節(jié)約安裝及維修成本:四是，輸出和流量呈正比例脈沖信號(hào)，不存在零點(diǎn)飄移，呈較高精度，且可與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用”:六是，較寬的測(cè)量范圍，量程比為1:10，且還呈較低的運(yùn)行費(fèi)用，節(jié)能效果突出。
2渦街流量計(jì)出現(xiàn)故障問(wèn)題的誘發(fā)因素分析
與其防治對(duì)策
2.1渦街流量計(jì)故障誘發(fā)因素分析
(1)在儀表選型缺乏合理性層面
儀表型號(hào)若選取不當(dāng)，則渦街流量計(jì)在實(shí)施安裝投用之后，其實(shí)際測(cè)量和儀表量程范圍有較大差異性存在，如管徑相對(duì)較大、且低流速與其流量情況之下，流量處于儀表下限，則儀表很難維持正常的運(yùn)行狀態(tài)，實(shí)測(cè)偏差大:二是，實(shí)施選表節(jié)點(diǎn)，提供各項(xiàng)工況參數(shù)的精度無(wú)法得以保證，和實(shí)際工況有較大差異存在，以至于選表不當(dāng)，則渦街流量計(jì)在實(shí)施安裝投用之后，無(wú)法實(shí)現(xiàn)正常使用運(yùn)行，操作壓力出現(xiàn)較大偏差的情況下，極大地影響了測(cè)量工作的有效實(shí)施。對(duì)此，要求廣大技術(shù)員結(jié)合具體需求情況，科學(xué)合理地實(shí)施儀表選型工作，謹(jǐn)防因選型不當(dāng)所致渦街流量計(jì)在實(shí)施安裝投用之后產(chǎn)生故障問(wèn)題。
(2)在安裝不當(dāng)層面
儀表上下兩端直管段因其長(zhǎng)度無(wú)法滿足實(shí)際需求，密封墊且己凸入至管當(dāng)中，管道突縮及其阻流件發(fā)生突擴(kuò)情況后,流場(chǎng)所產(chǎn)生的擾動(dòng)現(xiàn)象較為嚴(yán)重;二是,對(duì)內(nèi)含一定的微量氣體/液體相應(yīng)測(cè)量管，因并未得到可靠安裝，以至于渦街類(lèi)型流量計(jì)相應(yīng)測(cè)量管內(nèi)，異相流體有滯留情況發(fā)生,干擾現(xiàn)場(chǎng)的測(cè)量操作叫;三是，測(cè)液體期間，渦街流量計(jì)安置到由上至下呈垂直狀流動(dòng)或是向下呈傾斜狀流動(dòng)管道上面，或是將渦街流量計(jì)安置到無(wú)背壓管道的物體出口部位，以至于液體無(wú)法實(shí)現(xiàn)滿管:四是，渦街流量計(jì)具體安置位置臨近動(dòng)力源(泵或風(fēng)機(jī))，上游的直管段并不是足夠長(zhǎng)，且減振措施匱乏，均會(huì)致使渦街流量計(jì)在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程有故障問(wèn)題產(chǎn)生:五是，高溫介質(zhì)測(cè)量期間，渦街流量計(jì)呈水平正向裝設(shè)，轉(zhuǎn)換器設(shè)置在管道上方，對(duì)管道缺乏有效性的保溫處理，則管道高溫狀態(tài)下，直接烘烤轉(zhuǎn)換裝置部件，致使電子器件產(chǎn)生損傷問(wèn)題，以至于渦街流量計(jì)無(wú)法實(shí)現(xiàn)正常使用運(yùn)行。
(3)在流體因素層面
一是，被測(cè)流體并非為均勻性單相流體，為脈動(dòng)流或混相流的情況下，旋渦分離會(huì)缺乏穩(wěn)定性，輸出信號(hào)呈較大波動(dòng)，致使渦街流量計(jì)無(wú)法實(shí)現(xiàn)正常使用，引發(fā)更為嚴(yán)重的故障問(wèn)題:二是，流體內(nèi)若是夾雜著一些塊狀類(lèi)型的固體、帶狀類(lèi)型物質(zhì)及其長(zhǎng)纖維，則高速運(yùn)行這一狀態(tài)之中，發(fā)生體、塊狀類(lèi)型固體、被測(cè)元件相互間撞擊之后，發(fā)生體及其被測(cè)元件受損;而帶狀物質(zhì)和較長(zhǎng)纖維物質(zhì)，便會(huì)纏繞住被測(cè)元件和相應(yīng)發(fā)發(fā)生體，最終影響著卡曼渦街實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定分離，且極大地干擾著被測(cè)元件，影響其工作的穩(wěn)定性。長(zhǎng)期運(yùn)行后，流體內(nèi)部所存在的臟物將持續(xù)附著、沉積至相應(yīng)測(cè)量管所在內(nèi)壁位置和被測(cè)元件整個(gè)表面，促使測(cè)量管還有發(fā)生體改變幾何尺寸相關(guān)參數(shù)，儀表測(cè)量會(huì)產(chǎn)生極大的偏差，被測(cè)元件總體靈敏度、信號(hào)幅值均會(huì)呈下降趨勢(shì)，致使檢測(cè)元件產(chǎn)生失效問(wèn)題，不利于渦街流量計(jì)實(shí)現(xiàn)高效利用”。
(4)在環(huán)境因素層面
渦街流量計(jì)實(shí)際應(yīng)用環(huán)境當(dāng)中存在著潮氣及腐蝕性的氣體等，因受長(zhǎng)期侵蝕影響，檢測(cè)元件自身絕緣電阻逐漸降低，電子元件、接地端子、接線端子遭到腐蝕,接插件則增加接觸電阻,傳輸信號(hào)呈衰減趨勢(shì)，導(dǎo)致該渦街流量計(jì)難以維持正常的運(yùn)行使用狀態(tài)。
2.2渦街流量計(jì)故障的有效防治對(duì)策
基于上述對(duì)于渦街流量計(jì)在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，為盡最大可能地防治這些故障問(wèn)題，便需從安裝及具體使用過(guò)程著手，把握好安裝條件、安裝及使用過(guò)程若干注意事項(xiàng)，達(dá)到出現(xiàn)故障進(jìn)行有效防治的目的，詳細(xì)如下:
(1)注重安裝條件的有效把握
傳感裝置需安設(shè)至垂直、水平、傾斜與公稱(chēng)通徑等管道上面:盡可能地避免安置到有機(jī)械振動(dòng)的管道上面，振動(dòng)若無(wú)法避免，便應(yīng)確保和傳感裝置2DN處的直管段，妥善固定好支撐架:防止安置電磁場(chǎng)較強(qiáng)干擾、腐蝕氣體、熱輻射、空間小及不便于維修處理等場(chǎng)所當(dāng)中:氣體測(cè)量期間，務(wù)必要注重對(duì)被測(cè)定流體，實(shí)施壓力及其溫度的合理補(bǔ)償:在一定程度上，被測(cè)介質(zhì)內(nèi)部若有較多雜質(zhì)存在，則傳感裝置上游部位直管段長(zhǎng)度，應(yīng)加設(shè)過(guò)濾裝置:傳感裝置上、下游部位，均需安置好特定長(zhǎng)度的直管段，該直管段內(nèi)壁部位應(yīng)做好清潔處理。維持光滑狀態(tài)，確保無(wú)起皮、積垢、凸凹等現(xiàn)象存在，安置液體傳感裝置的管道內(nèi)部，應(yīng)當(dāng)將被測(cè)液體充滿，從而通過(guò)對(duì)安裝條件的有效把握，盡可能地避免渦街流量計(jì)實(shí)際應(yīng)用過(guò)程受基礎(chǔ)條件影響而有故障問(wèn)題產(chǎn)生，影響其正常的使用運(yùn)行。
(2)把握好安裝及使用過(guò)程的若干注意事項(xiàng)
一是，注重安裝場(chǎng)所及其環(huán)境的合理選定。確定安裝該渦街類(lèi)型的流量計(jì)具體場(chǎng)地，應(yīng)排除強(qiáng)電力、電源開(kāi)關(guān)及高頻等相關(guān)設(shè)施設(shè)備，應(yīng)當(dāng)重點(diǎn)考慮后期安裝及維修的便捷性，實(shí)現(xiàn)安裝場(chǎng)所及環(huán)境的優(yōu)選:二是，上下游部位直管段務(wù)必確保充足.傳感裝置具體安設(shè)點(diǎn)上部分，應(yīng)維持相同平面處2個(gè)90*相應(yīng)夸頭，上下兩部分的直管段各為≥25D、≥5D:而若所處平面不同，則上下兩部分的直管段各為≥40D/≥>5D;且調(diào)節(jié)閥需設(shè)此傳感裝置以下<5D點(diǎn)，若需設(shè)傳感裝置的上部分，則其直管段≥50D,下部分則≥5D:安裝點(diǎn)若是上下部分，配管應(yīng)當(dāng)和傳感裝置保持同心，其同軸偏差務(wù)必超過(guò)0.5D范圈:三是，注重對(duì)管道實(shí)施有效性減振處理。傳感裝置避免設(shè)于較強(qiáng)振動(dòng)管道上面，尤其為橫向振動(dòng)。若需安裝情況下，減振措施則務(wù)必落實(shí)到位。傳感裝置上下游的2D位置應(yīng)分別設(shè)定好管道緊固系統(tǒng)裝置，且需加設(shè)相應(yīng)的防震墊，起到減震作用，便于避免因過(guò)大振動(dòng)所致渦街流量計(jì)實(shí)際應(yīng)用期間有故障間題產(chǎn)生:四是，傳感裝置設(shè)于垂直管道相應(yīng)部位，現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定氣體流量，傳感裝置便需設(shè)垂直管道，且不限定其具體的流向。被測(cè)氣體所含液體少量，氣體流向則自下向上:液體介質(zhì)經(jīng)儀表因壓力下降所致的汽化現(xiàn)象則得以避免，確保渦街流量計(jì)實(shí)現(xiàn)可靠運(yùn)行:五是，傳感裝置設(shè)置在有保溫層的管道當(dāng)中。借助渦街流量計(jì)，對(duì)高溫蒸汽實(shí)施測(cè)量，保溫層不可超出支架高度的1/3,以免影響渦街流量計(jì)的實(shí)際測(cè)量精度:七是，專(zhuān)用法蘭及其直管段，現(xiàn)場(chǎng)落實(shí)焊接處理，傳感裝置實(shí)際的流向標(biāo)志與該管道內(nèi)的流體應(yīng)為同等流向，此傳感裝置具體安設(shè)前期，法蘭凹槽內(nèi)需合理設(shè)好密封圈。針對(duì)壓力溫度相應(yīng)測(cè)點(diǎn)，要求取壓點(diǎn)設(shè)該傳感裝置的下方3^5D,測(cè)溫點(diǎn)則設(shè)下游5~8D位置:依托于此渦街類(lèi)型流量計(jì)，有效測(cè)定其高溫介質(zhì)，要求不能選隔熱材料，對(duì)傳感裝置的連接桿實(shí)施包裹，且連接著傳感裝置相應(yīng)屏蔽電纜總體走向需要和強(qiáng)電磁場(chǎng)始終維持相對(duì)較長(zhǎng)的距離，避免干擾產(chǎn)生。盡量縮短屏蔽電纜的長(zhǎng)度，最長(zhǎng)不可超出200m范圍:安裝傳感裝置前，務(wù)必清洗好管道，將其內(nèi)部雜質(zhì)沖掉，防止后期有傳感裝置堵塞情況出現(xiàn)，影響渦街流量計(jì)的正常使用:八是，還應(yīng)定期開(kāi)展渦街流量計(jì)的有效維護(hù)工作。定期檢查該渦街類(lèi)型流量計(jì)具體屏蔽、接地情況，有效消除掉外界的一些干擾，避免對(duì)渦街流量計(jì)的正常運(yùn)行產(chǎn)生影響。
3結(jié)語(yǔ)
通過(guò)此次圍繞著渦街流量計(jì)實(shí)際應(yīng)用特點(diǎn)與其故障問(wèn)題所開(kāi)展綜合分析可了解到，渦街流量計(jì)實(shí)際應(yīng)用原理相對(duì)復(fù)雜，其其所具備優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)集中表現(xiàn)為小壓力損失、大范圍量程、精度高、可靠性高、小維護(hù)量、總體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單牢固、安裝及維修均極具便捷性、低的運(yùn)行費(fèi)用等等,可謂是應(yīng)用優(yōu)勢(shì)十分顯著。但渦街流量計(jì)實(shí)際使用過(guò)程，儀表選型缺乏合理性、安裝不當(dāng)、流體及環(huán)境因素等存在，均會(huì)致使其產(chǎn)生故障問(wèn)題，那么，為更好地防治故障問(wèn)題，便需全面.把握好其安裝條件、安裝及其使用過(guò)程各項(xiàng)注意事項(xiàng)，盡最大可能地避免故障產(chǎn)生，達(dá)到渦街流量計(jì)可靠且利用的目的，確保其應(yīng)用優(yōu)勢(shì)能夠得以更為充分地發(fā)揮。
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