摘要(yao):介紹了(le)渦街流(liu)量計 的(de)測量原(yuan)理和使(shi)用過程(cheng)中出現(xian)的問題(ti)。結合實(shi)際經👄驗(yan)，總結了(le)渦街流(liu)量計在(zai)儀表選(xuan)型、設計(ji)安裝和(he)使用過(guo)程中的(de)注意事(shi)項👄,以及(ji)氣體流(liu)量測量(liang)時的溫(wen)度壓力(li)補償🐪組(zu)态計算(suan)。
1渦街流(liu)量計的(de)測量原(yuan)理
　　渦街(jie)流量計(ji)是應用(yong)流體振(zhen)蕩原理(li)來測量(liang)流量的(de)，流體💔在(zai)管道💃中(zhong)經過渦(wo)街流量(liang)變送器(qi)時,渦街(jie)流量變(bian)送器中(zhong)設置有(you)旋渦發(fa)生體(阻(zu)流體),在(zai)流體從(cong)旋渦發(fa)生體兩(liang)側交替(ti)地産生(sheng)有規則(ze)的旋渦(wo),這種旋(xuan)渦稱爲(wei)卡曼渦(wo)街。旋渦(wo)列在旋(xuan)渦發生(sheng)體下遊(you)非對稱(cheng)地排列(lie)，對☎️于确(que)定的測(ce)量管内(nei)徑D和發(fa)生體迎(ying)流面寬(kuan)度d.流體(ti)的狀态(tai)體積流(liu)量q,與渦(wo)街的旋(xuan)渦頻率(lü)成正比(bi)，也就是(shi)說隻要(yao)測量出(chu)頻率f,可(ke)知流量(liang)q,的大⭐小(xiao)，即：

　　式中(zhong)Sr是斯特(te)勞哈系(xi)數，與Re有(you)關;d爲鈍(dun)體的迎(ying)流向寬(kuan)🚶‍♀️度;D爲管(guan)道内🍓徑(jing)。
　　由式可(ke)看出，用(yong)渦街流(liu)量計測(ce)量流體(ti)的體積(ji)流量,主(zhu)要是通(tong)過測量(liang)旋渦頻(pin)率f來實(shi)現。而旋(xuan)渦頻率(lü)隻與流(liu)速f和發(fa)生⚽體的(de)幾何參(can)數有關(guan),而與被(bei)測流體(ti)的特性(xing)🔞和組分(fen)無關。
2渦(wo)街流量(liang)計的應(ying)用
2.1渦街(jie)流量計(ji)的選型(xing)
　　流量儀(yi)表選型(xing)原則根(gen)據氯堿(jian)化工行(hang)業特點(dian)，首先要(yao)考🈚慮防(fang)爆性能(neng)。如本案(an)列中的(de)乙炔氣(qi)體爲易(yi)燃💔易爆(bao)的介質(zhi)，所以選(xuan)型的第(di)--步就是(shi)要考慮(lü)流量儀(yi)表的防(fang)🈲爆性能(neng)。其次是(shi)弄清工(gong)藝介質(zhi)的物理(li)和化學(xue)特性。比(bi)🎯如:介質(zhi)的🔅溫度(du)、壓力🔞、密(mi)度、粘度(du)、電導率(lü);流量測(ce)量範圍(wei);充許的(de)壓力損(sun)失;介質(zhi)的腐蝕(shi)程度等(deng)等。
2.2渦街(jie)流量計(ji)的安裝(zhuang)要求
　　渦(wo)街流量(liang)計屬于(yu)對管道(dao)流速分(fen)布畸變(bian)、旋轉流(liu)和流動(dong)⛱️脈動等(deng)🌐敏感的(de)流量計(ji)，因此，對(dui)現場管(guan)道安裝(zhuang)條件應(ying)充分重(zhong)視,嚴格(ge)遵照使(shi)安裝規(gui)範執行(hang)。
(1)減小振(zhen)動對渦(wo)街流量(liang)計的影(ying)響應該(gai)作爲渦(wo)街流量(liang)計現場(chang)安裝的(de)一個突(tu)出問題(ti)來關注(zhu)，應盡量(liang)安裝在(zai)🌈遠離振(zhen)動🍓源和(he)電磁幹(gan)擾較強(qiang)的地方(fang)。
(2)渦街流(liu)量計隻(zhi)能單向(xiang)測量,安(an)裝時注(zhu)意保證(zheng)介質流(liu)量💁方向(xiang)與流量(liang)計箭頭(tou)所示方(fang)向--緻，安(an)裝地點(dian)周圍應(ying)有充裕(yu)的🙇🏻空間(jian)，以便安(an)裝和維(wei)護。
(3)渦街(jie)流量計(ji)首選安(an)裝方式(shi)爲垂直(zhi)安裝,介(jie)質自下(xia)而上通(tong)過流量(liang)計。即将(jiang)流量計(ji)安裝在(zai)豎直管(guan)道上,流(liu)量方向(xiang)💋爲自下(xia)向✍️上,本(ben)🧑🏾‍🤝‍🧑🏼項目中(zhong)所有渦(wo)街流量(liang)計全部(bu)垂直安(an)裝。
(4)直管(guan)段要求(qiu):本項目(mu)中由于(yu)兩個流(liu)量參數(shu)的重要(yao)性，流量(liang)計全部(bu)安裝于(yu)調節閥(fa)的上遊(you)，直管段(duan)按前20D後(hou)10D要求完(wan)成配管(guan)。并直管(guan)段法蘭(lan)焊接時(shi)，應卸下(xia)流量計(ji),一定不(bu)能帶着(zhe)流量計(ji)焊接法(fa)蘭。
(5)安裝(zhuang)時注意(yi)管道口(kou)徑應略(lue)大于或(huo)等于儀(yi)表的内(nei)徑，配🆚管(guan)🔴應與㊙️傳(chuan)感器同(tong)心，同軸(zhou)偏差應(ying)不小于(yu)0.5DN。使用密(mi)封🌍圈時(shi)，注意密(mi)封圈内(nei)徑應略(lue)大于或(huo)等于儀(yi)表的内(nei)徑，密封(feng)圈中心(xin)位于管(guan)道👅中心(xin)。
(6)要做好(hao)渦街流(liu)量計的(de)防雨工(gong)作。如果(guo)渦街流(liu)量計安(an)裝在露(lu)天，就必(bi)須加裝(zhuang)遮雨帽(mao)，防止變(bian)送器表(biao)頭進水(shui),造成🐕電(dian)子元件(jian)故障。
(7)連(lian)接渦街(jie)流量計(ji)的電纜(lan)走向,應(ying)盡可能(neng)遠.離強(qiang)電🍉磁場(chang)的幹擾(rao)場合。絕(jue)對不允(yun)許與高(gao)壓電纜(lan)一起敷(fu)設。屏蔽(bi)電纜應(ying)盡量縮(suo)短，最大(da)長度不(bu)超過500m，且(qie)不得盤(pan)卷，以減(jian)少分布(bu)電感。
2.3參(can)數組态(tai).
　　實際應(ying)用中，乙(yi)炔、氯氣(qi)流量配(pei)比要求(qiu)非常嚴(yan)格,一旦(dan)氯氣過(guo)量就可(ke)能引起(qi)裝置爆(bao)炸。爲了(le)生産過(guo)程的質(zhi)量與安(an)全，要求(qiu)所測量(liang)的流量(liang)參數應(ying)爲20℃,101.325kPa标準(zhun)♊狀态下(xia)的體積(ji)流量，才(cai)🏃‍♂️可以實(shi)現對氣(qi)體的計(ji)量與控(kong)制，故必(bi)須對氣(qi)體流量(liang)進行壓(ya)力、溫度(du)補償。實(shi)施☂️過程(cheng)中渦街(jie)流量計(ji)組态爲(wei)工況流(liu)量,4-20mADC輸出(chu)至控制(zhi)系統，由(you)HoneywellExperionPKS系統中(zhong)FLOWCOMP模塊完(wan)成流量(liang)的溫度(du)壓力補(bu)償計算(suan)，該模塊(kuai)簡化了(le)複雜的(de)過程控(kong)制邏輯(ji)編寫與(yu)調🔞試過(guo)程，增加(jia)了測量(liang)和控制(zhi)精度，提(ti)高♈了🐅生(sheng)産效率(lü)。
2.3.1渦街流(liu)量計參(can)數組态(tai)
　　過程組(zu)态一工(gong)藝介質(zhi)(gas)、參考K系(xi)數、内徑(jing)、PV單位(m3/h)、量(liang)程值-URV、LRV、PV阻(zu)尼📐等。
2.3.2DCS系(xi)統溫度(du)壓力補(bu)償組态(tai)
　　在Honeywell的DCS中(zhong)有專用(yong)的FLOWCOMP模塊(kuai)進行流(liu)量補償(chang)。此模塊(kuai)可用于(yu)補🌏償溫(wen)度、壓力(li)、比密度(du)或分子(zi)量變化(hua)的流量(liang)測💜量。被(bei)😍測介質(zhi)可以是(shi)氣體，蒸(zheng)汽和液(ye)體。原理(li)如圖1所(suo)示。

FLOWCOMP模塊(kuai)使用以(yi)下基本(ben)公式來(lai)計算補(bu)償的流(liu)量值作(zuo)爲其輸(shu)出⭐。.
PV=CPV*(CF1/CF2)*F*COMPTERM
式中(zhong):PV---補償輸(shu)出;
CPV---全面(mian)比例系(xi)數,缺省(sheng)值爲1;
CF1,CF2--修(xiu)正系數(shu),缺省值(zhi)爲1;
F--未補(bu)償的流(liu)量;
COMPTERM----補償(chang)值。F
LOWCOMP模塊(kuai)的使用(yong)取決于(yu)Compterm的形式(shi)選擇。COMPTERM有(you)5種形式(shi)-A液體,B氣(qi)體,蒸汽(qi)C氣體🏃、蒸(zheng)汽(特定(ding)引力),D氣(qi)體、蒸汽(qi)的體積(ji)流量,E蒸(zheng)汽。補償(chang)輸入端(duan)引自各(ge)變量的(de)PV輸入端(duan)。
本項目(mu)選用公(gong)式B用實(shi)際的絕(jue)對溫度(du)和絕對(dui)壓力來(lai)進行補(bu)☀️償，具體(ti)如下:如(ru)果PVCHAR=SQUAREROOT,則

式(shi)中:P--實際(ji)壓力測(ce)量值(表(biao)壓);
T一實(shi)際溫度(du)測量值(zhi);
設計壓(ya)力;
RT-設計(ji)溫度;
P0---大(da)氣壓，101.325kPa;
T0-溫(wen)度,273.15K。
FLOWCOMP模塊(kuai)中的組(zu)态内容(rong)如下:
PVEQN=EQB
PVCHAR=NONE
CPV=1.0
CF1=1.0
CF2=1.0
COMPHILM(補(bu)償系數(shu).上限)=8(缺(que)省值爲(wei)1.25)
COMPHILM(補償系(xi)數下限(xian))=0.8
RP=0.101325
RT=293.15
PO=0.101325
T0=273.15
　　這樣工(gong)況體積(ji)流量就(jiu)可以轉(zhuan)換爲209C,101.325kPa标(biao)準狀态(tai)下的體(ti)積流💰量(liang),便于計(ji)量和計(ji)量單位(wei)的統--,從(cong)而流量(liang)計量能(neng)夠更加(jia)合理,确(que)保裝置(zhi)的穩定(ding)運行。
2.4常(chang)見故障(zhang)處理及(ji)維護
　　渦(wo)街流量(liang)計常見(jian)問題錯(cuo)綜複雜(za)，從設計(ji)安裝、參(can)數整定(ding)🚩、日常維(wei)護、運行(hang)環境中(zhong)都存在(zai)不同程(cheng)度的問(wen)題,結合(he)多年來(lai)♻️的維修(xiu)經驗總(zong)結來說(shuo)有以下(xia)幾方面(mian)内容。
2.4.1選(xuan)型安裝(zhuang)方面的(de)問題
　　在(zai)選型安(an)裝任何(he)一台渦(wo)街流量(liang)計之前(qian),必須考(kao)慮流量(liang)計的口(kou)徑、管路(lu)尺寸和(he)安裝位(wei)置。正确(que)的口徑(jing)對于流(liu)量計的(de)性能很(hen)重要,流(liu)量計口(kou)徑選擇(ze)正确在(zai)應用中(zhong)就可以(yi)擴大量(liang)程,并使(shi)壓力損(sun)失和氣(qi)穴産生(sheng)的可能(neng)性降到(dao)最小。流(liu)量計安(an)裝位置(zhi)的正确(que)選.擇，能(neng)保證得(de)到一個(ge)清晰精(jing)确的輸(shu)出信号(hao)。本項🌂目(mu)中，流量(liang)計⛹🏻‍♀️的選(xuan)型嚴格(ge)按照🧑🏽‍🤝‍🧑🏻8800D型(xing)渦街流(liu)量計口(kou)徑計算(suan)程序⭐選(xuan)擇,安裝(zhuang)嚴格按(an)照渦街(jie)流量計(ji)的安裝(zhuang)規範完(wan)成安裝(zhuang),爲後期(qi)的穩定(ding)運行奠(dian)定了基(ji)礎。
2.4.2與475HART手(shou)操器的(de)通訊問(wen)題
　　475現場(chang)通訊器(qi)是渦街(jie)流量計(ji)現場組(zu)态的必(bi)備工具(ju)⁉️，在💜使用(yong)過㊙️程中(zhong)不能與(yu)設備連(lian)接的原(yuan)因主要(yao)從下💁面(mian)兩方面(mian)考慮:
(1)檢(jian)查回路(lu)電阻(250到(dao)1000歐姆),本(ben)項中HoneywellEPKSC300系(xi)統回路(lu)電阻阻(zu)值在HART通(tong)訊要📧求(qiu)🐆之間,浙(zhe)大中控(kong)的DCS系統(tong)通訊時(shi)就必須(xu)另串接(jie)250歐姆電(dian)阻。
(2)檢查(cha)變送器(qi)端電源(yuan)，最小值(zhi)應爲16.
8VDC。
2.4.34-20mA輸(shu)出不正(zheng)确
(1)檢查(cha)變送器(qi)端電源(yuan)，最小值(zhi)應爲10.8VDC,檢(jian)查接線(xian)盒的是(shi)否進水(shui)或者腐(fu)蝕。
(2)檢查(cha)URV、LRV、密度、單(dan)位、LFC等參(can)數組态(tai)是否更(geng)改，如有(you)必要更(geng)換電子(zi)⛷️系統。
2.4.4管(guan)道内有(you)流量但(dan)是流量(liang)計測量(liang)輸出錯(cuo)誤
　　渦街(jie)流量計(ji)流量測(ce)量值輸(shu)出值存(cun)在偏差(cha)是渦街(jie)流量計(ji)使用過(guo)程中的(de)常見故(gu)障,其故(gu)障現象(xiang)有可能(neng)是有流(liu)量無輸(shu)出,或者(zhe)無流量(liang)有輸出(chu),或者是(shi)有流量(liang)也有輸(shu)出但是(shi)測量值(zhi)與實際(ji)值相差(cha)較大等(deng)。結合多(duo)年🍉的使(shi)用經驗(yan)，故障排(pai)除方法(fa)主🌈要從(cong)以下幾(ji)方面着(zhe)手。
2.4.4.1基本(ben)參數設(she)置
　　确定(ding)渦街流(liu)量計在(zai)使用過(guo)程中内(nei)部參數(shu)設置沒(mei)有發生(sheng)變化，按(an)下列次(ci)序檢查(cha)并修改(gai)組态參(can)數:過程(cheng)組‼️态-變(bian)送器模(mo)式㊙️、工藝(yi)🆚介質、參(can)考K系數(shu)、連接管(guan)道内徑(jing)、PV單位、量(liang)程值-URV.LRV,PV阻(zu)尼、自動(dong)過🔴濾器(qi)調節。
2.4.4.2電(dian)子系統(tong)故障
　　渦(wo)街流量(liang)計電子(zi)系統故(gu)障在使(shi)用過程(cheng)中并不(bu)常見,在(zai)本項✊目(mu)34台渦街(jie)流量計(ji)多年運(yun)行過程(cheng)中緊發(fa)生--例故(gu)障,推薦(jian)故障排(pai)除方法(fa):用475HART 手操(cao)器 進行(hang)回路測(ce)試或用(yong)傳感器(qi)模拟器(qi)輸入測(ce)試信号(hao),如有必(bi)要更🧑🏽‍🤝‍🧑🏻換(huan)電子部(bu)件。
2.4.4.3傳感(gan)器故障(zhang)
　　壓電傳(chuan)感器故(gu)障是本(ben)項目中(zhong)出現的(de)常見故(gu)障，故障(zhang)原🏃🏻因爲(wei)♈環境腐(fu)蝕性氣(qi)體長期(qi)侵蝕引(yin)起傳感(gan)器腐蝕(shi),導緻信(xin)号檢測(ce)錯誤,在(zai)使用過(guo)程中出(chu)現流量(liang)偏低現(xian)象。如該(gai)☔裝置FT2201_6流(liu)❄️量計在(zai)🥵裝置提(ti)量過程(cheng)中發現(xian)總表流(liu)量升高(gao)了150Nm2/h,而該(gai)流量計(ji)變化隻(zhi)💘有10~20Nm2/h,經檢(jian)查确認(ren)傳感器(qi)故障,更(geng)換後運(yun)行正常(chang)。
(1)傳感器(qi)故障檢(jian)測方法(fa):查傳感(gan)器螺母(mu).上的轉(zhuan)矩(32ft-lb)是🐅否(fou)符合規(gui)🧡範;檢查(cha)傳感器(qi)同軸電(dian)纜是否(fou)有裂縫(feng),如有必(bi)要換一(yi)根;在工(gong)♍作溫💋度(du)下,檢查(cha)傳感器(qi)輸入阻(zu)抗是否(fou)🎯大于1兆(zhao)🐆歐(降到(dao)0.5兆歐時(shi)功能會(hui)🥰下降)。如(ru)有必要(yao)更換傳(chuan)⚽感器;在(zai)SMA連🚶接器(qi)處測量(liang)傳感器(qi)電容(115-700pF)。
(2)傳(chuan)感器安(an)裝注意(yi)事項:
A、清(qing)潔密封(feng)面:傳感(gan)器上的(de)金屬0形(xing)圈用于(yu)密封傳(chuan)感器内(nei)腔,事故(gu)時被測(ce)流體不(bu)會在腐(fu)蝕了表(biao)體後而(er)進入傳(chuan)感器内(nei)腔，不要(yao)擦📐傷和(he)損傷傳(chuan)感器的(de)任何部(bu)分,傳💘感(gan)器内腔(qiang)或傳感(gan)器螺母(mu)的螺🏃‍♂️紋(wen)。損傷了(le)這些部(bu)分,就要(yao)更換整(zheng)個傳感(gan)器或表(biao)體，也可(ke)能會使(shi)流量計(ji)發生危(wei)險。如果(guo)你安裝(zhuang)以前曾(ceng)👈經使用(yong)過的傳(chuan)感器,要(yao)采用下(xia)述步驟(zhou)清潔傳(chuan)感器上(shang)的金屬(shu)0形圈。如(ru)果你🐆安(an)裝的傳(chuan)感器是(shi)新的,0形(xing)圈不必(bi)要進行(hang)清潔。
B、要(yao)确保傳(chuan)感器的(de)中心對(dui)準支架(jia)。傳感器(qi)中心線(xian)和流量(liang)計中心(xin)線沒有(you)對齊，在(zai)壓緊過(guo)程中傳(chuan)感器将(jiang)會損壞(huai)。
C、施加力(li)量要均(jun)勻加壓(ya)力把它(ta)按到支(zhi)架上,然(ran)後将傳(chuan)感器✏️螺(luo)母旋進(jin)傳感器(qi)内腔,用(yong)開口力(li)矩扳手(shou)将螺母(mu)旋緊至(zhi)32ft-lbs(ANSI1500的表體(ti)🏃爲50ft-lbs)。必須(xu)注意流(liu)量計的(de)精确穩(wen)定運行(hang)💜要求傳(chuan)感器螺(luo)母必須(xu)💃旋緊到(dao)32ft-Ibs(ANSI1500的表體(ti)爲50ft-lbs)，不要(yao)旋緊過(guo)🚶‍♀️度。
3結束(shu)語
　　渦街(jie)流量計(ji)結構簡(jian)單牢固(gu),安裝維(wei)護方便(bian)，對于運(yun)行中⛱️出(chu)現的故(gu)障,隻要(yao)在實際(ji)工作中(zhong)深入現(xian)場,仔💯細(xi)觀察,仔(zai)細分析(xi),就可以(yi)發現問(wen)題并進(jin)行針對(dui)性的處(chu)理,從而(er)确保流(liu)量計的(de)精度佳(jia)、可靠性(xing)高，保證(zheng)了裝置(zhi)的安全(quan)穩定運(yun)行，提高(gao)✍️了單位(wei)的經濟(ji)效益💁。渦(wo)街流量(liang)計在該(gai)項目的(de)成功應(ying)用值得(de)氯堿化(hua)工行業(ye)推廣。

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