渦街流量計(jì)用于蒸汽管道計(ji)量中的常見異常(chang)及處理

1. 渦街(jiē)流量計的工作原(yuan)理

        渦街流量(liang)計簡稱 vsD，是基(ji)于卡門渦街原理(li)制成的一種流體(tǐ)振蕩性流㊙️量計✔️。即(jí)在流動的流體中(zhong)放置一個非流線(xiàn)型的對稱形狀的(de)物體（渦街流量傳(chuan)感器中稱之爲漩(xuan)渦發生體），就會在(zài)其🧡下流兩⚽側産生(sheng)兩列有👅規律的漩(xuan)渦即卡門渦街，其(qi)漩渦頻率正比于(yú)流體速度：

    F- Stu/d    (1)

    F-渦(wō)街頻率 d--漩渦(wo)發生體寬度

    u-來流速度     S_-斯(si)特勞哈爾數

    S_的值與漩渦發生(sheng)體寬度研口雷諾(nuò)數 Re有關。當雷(lei)諾數 Re<2×104情況下(xià)， S_爲變數，當 Re在 2×104__ 7X 106的範圍(wéi)内， S_值基本上(shang)保持不變，這段範(fan)圍爲流量計的基(ji)本測量範圍。

       式 (1)表明，當 d和 S_爲定值(zhí)時，漩渦産生的頻(pín)率 F與流體的(de)平均流速 u成(cheng)正比，利用這一特(te)性制成了渦街流(liu)量計。

        斯特勞(láo)哈爾數爲無量綱(gāng)參數，它與漩渦發(fa)生體形狀及🚶‍♀️雷諾(nuo)數有關，圖 2所(suo)示爲圓柱狀漩渦(wo)發生體的斯特勞(lao)哈爾數與管道雷(léi)諾數的關系圖。由(yóu)圖可見，在 Re -2×lOr-- 7×1 06範(fàn)圍内， Sr可視爲(wèi)常數，這是儀表正(zheng)常工作範圍，

        渦街流量計輸出(chū)的脈沖頻率信号(hao)不受流體物性🐅和(he)組分變化的影響(xiang)，即儀表系數在一(yi)定雷諾數範🌍圍内(nèi)僅與🌐漩渦發生體(tǐ)及管道的形狀尺(chǐ)寸等有關。但是作(zuò)爲流量計在物料(liao)平衡🧡及能源計量(liang)中需檢測質量流(liu)量的，這時流量計(jì)的輸出信号應同(tong)時監✉️測體積流量(liang)和流體密度，流體(tǐ)物性和組分對流(liu)量㊙️計量還是有直(zhi)接影響的。

        渦(wo)街流量計具有以(yǐ)下一些特點：

    1) 輸出爲脈沖頻率(lǜ)，其頻率與被測流(liú)體的實際體積流(liú)量成正比，它不受(shòu)流體組分、密度、壓(yā)力、溫度的影響；

    2) 測量範圍寬，一(yi)般範圍度可達 IQ 1以上；

    3) 度較(jiào)高的（與差壓式，浮(fú)子式流量計比較(jiao)），對于氣體一般爲(wei)測量‼️值的（ ±1蜘(zhi) ±2%R無零點漂移(yí)；

    4) 結構簡單牢(láo)固，安裝方便，維護(hu)費較低；

    5) 應用(yòng)範圍廣泛，可适用(yòng)液體、氣體和蒸氣(qi)。

    6) 壓損小 (約爲孔闆流量計(jì) 1/4- 1/2)。

         應該看(kan)到，渦街流量計尚(shang)屬發展中的流量(liàng)計，渦街流㊙️量計自(zi) 20世紀 70年(nián)代在工業上應用(yong)以來，由幹它具有(you)一些突出的特點(diǎn)⭐，受到用戶歡迎，并(bing)得到迅速發展。像(xiàng)它這樣開發隻有(you) 2哆年即己跻(jī)身通用流量計之(zhi)列，在流量計中是(shi)少♊有的。由于應用(yong)時間短，無論理論(lun)研究或實踐經驗(yan)☔都比較薄弱，不免(mian)出現一些問題，這(zhè)是不足爲怪的。

        在蒸汽供熱計(ji)量中，由于蒸汽很(hěn)難用其它常規方(fang)法稱㊙️量，同時蒸汽(qi)是供熱的介質，管(guan)網和設備的啓停(ting)和環境溫度🚶的變(biàn)化都給供熱電廠(chǎng)或用戶帶來🙇‍♀️經濟(ji)影響，渦街流量計(jì)出現異🌈常和故障(zhang)時，會給用戶帶來(lái)更多疑惑和顧慮(lǜ)，了解和處理好流(liú)量計出🏒現的異常(chang)，才是解決争議的(de)zui有效辦法。

2. 常(chang)見異常及處理

    (1) 故障現象實際(ji)流量大時表計流(liu)量反而變小，同時(shi)壓力明顯下降。

       故障原因：實際(ji)流量超過表計工(gong)作上限流量，表計(ji)💔與🏃‍♂️實☀️際流量不匹(pǐ)配。

       渦街流量(liàng)計的儀表口徑及(jí)規格選擇很重要(yao)，它類似于差壓🏃‍♂️流(liú)量計節流裝置的(de)設計計算，在進行(hang)儀表選擇時📱必須(xū)明确🐅熱用戶工作(zuò)狀态的zui大、常用、zui小(xiao)🌏流量，還應檢查流(liu)量測量範圍是否(fǒu)處于儀表的*工作(zuò)範圍（即上限流量(liang)的 1/2～ 2/3處）。渦(wo)街流量計的輸出(chu)信号是與工作狀(zhuàng)态的體積流量成(cheng)⭐正比的，表計是在(zai)标準狀态校驗的(de)，把測到的信号流(liu)量換算成同樣爲(wei)标準狀态下的流(liú)量方爲實際流量(liàng)，這㊙️被稱爲流量計(ji)的自動補償計算(suàn)。

  Q黾 (pTnZ. /p。 TZ)

  式中：

  Q-補償計(jì)算得出的實際體(tǐ)積流量， m3／ h；

  Q-工作狀态測(cè)量到的脈沖頻率(lǜ)所對應的體積

流量， nf /h;

    B P-分别(bié)爲工作狀态和标(biao)準狀态下的

壓力， Pa;

    T Tn -分别爲(wei)工作狀态和标準(zhun)狀态下的熱力

學溫度， K

    Z z-分(fen)别爲工作狀态和(hé)标準狀态下的氣(qì)體

匿縮系數(shu)。

       在用戶用汽(qì)高峰時，表計可測(cè)量頻率和容積流(liú)量 Q都達至上(shang)限不再上升，同時(shí)因爲受過小的管(guǎn)道通徑節🔞流，造成(chéng)壓力 p下降，所(suǒ)以表計的顯示流(liu)量 Q下降。

        當用戶沒有提供(gòng)準确的用汽量信(xìn)息，或是擴大生産(chan)後未及時通知供(gòng)汽方，就可能造成(chéng)類似現象，尤其在(zài)量程🤟範圍較小💜的(de)小流量用戶中更(geng)容易出現。此時，通(tong)過比較該流量下(xià)的對應頻率脈沖(chòng)值，就可以了解實(shí)際的流量情況。必(bì)要🌍時需要更換适(shi)合的流量計。

     (2) 故障現象用戶停(ting)止用汽後還有一(yī)個穩定的用汽量(liàng)。

     故障原因儀(yí)表靠近強電設備(bei)或高頻脈沖幹擾(rao)源，受附近電☎️纜的(de)電磁信号影響形(xing)成假信号。

      這(zhè)種情況下，通常可(kě)以通過分析當時(shi)的假流量信号的(de)🔴頻🍓率🛀🏻，正好爲 5 0Hz即常用的交流電(diàn)的頻率來确定。通(tōng)過遠離幹擾源🈲安(an)裝，改善屏蔽與接(jie)地，排除電磁幹擾(rao)就可以得到解決(jué)。

    (3) 故障現象有(you)不規則的異常峰(fēng)值流量出現。

       故障原因：轉換器(qi)靈敏度過高；流量(liàng)計受外界振動幹(gàn)擾，産生假流量信(xìn)号。

       如儀表安(an)裝在振動的設備(bei)附近或有過往車(chē)輛的路邊時，外界(jiè)的振動形成一個(gè)類似于渦街頻率(lü)的💚信号，被表計當(dang)做流量顯示出來(lái)。首先在選擇傳感(gan)器安裝場所時盡(jìn)量注意避開⛷️振動(dong)源，對于已經安裝(zhuāng)完成的表計可以(yǐ)💚通過一些辦法補(bǔ)救：

    -采取減震(zhèn)措施，如采用彈性(xing)軟管連接在小曰(yuē)徑中，加裝管道支(zhī)撐物是種有效的(de)減震方法；

    -加(jiā)強信号濾波，降低(dī)放大器靈敏度，提(ti)高觸發電平🍉的方(fāng)法🧑🏾‍🤝‍🧑🏼。

    條件允許(xu)的話還是将表計(ji)改裝，遠離振動源(yuan)。

       (4) 故障現象用(yong)戶用汽較小時，表(biǎo)計顯示流量爲零(líng)。

       故障原因：這(zhe)是所有流量計都(dou)存在的小流量切(qie)換問題，當用戶流(liú)量小到一定值時(shi)，表計己不能檢測(cè)❄️到微小的🤞信号而(er)當作無信号計量(liang)爲零流量，造成計(jì)量誤差。

        相比(bǐ)較于孔闆式流量(liàng)計，渦街流量計的(de)小流量測量能♊力(lì)💃還是相當不錯的(de)，目前可解決的辦(ban)法是：首先在給熱(rè)用戶進行表計選(xuan)型時要盡量選擇(zé)合适的口徑，尤其(qí)不能過大，口徑越(yuè)大所可🌍能出現小(xiǎo)流♊量切換值也越(yuè)大；其次一些熱用(yong)戶和供熱單位協(xié)議，參考用戶端的(de)蒸汽溫度來判斷(duàn)用戶是否用汽，如(rú)果在一定溫度值(zhi)以上按用戶表計(ji)zui小汽量統計，低于(yú)該溫度值視🔞爲用(yòng)戶停用，計量🈲爲零(ling)。

     ⑤故障現象用(yòng)戶用汽量突然變(bian)小，同時壓力也同(tong)比例下✉️降。

故(gu)障原因：用戶端壓(ya)力變送器信号管(guan)堵塞或被閥門被(bèi)人爲關閉。

此(ci)時可以通過分析(xi)流量信号脈沖值(zhi)大概了解實際流(liú)🤟量，和故障 1道(dào)理相似，同樣的脈(mò)沖信号下，壓力變(bian)小給了計量系💁統(tong)一個介質比容變(biàn)小的假信息，通過(guò)系統的補償計算(suàn)後，總計量結果也(yě)失真了。所以除了(le)供汽方作好日常(cháng)計量檢查，及時發(fā)現🐕異常，通常還要(yao)求用戶方的表計(ji)盡量上❓鎖防止人(rén)爲破壞。壓力導管(guan)與變送器之間不(bú)裝閥門直🔆通也是(shì)一個辦法。

      (6) 故(gù)障現象對于無線(xian)電遠程管理的用(yòng)戶，用戶端電源消(xiao)失😄，遠程系統招測(ce)不到，直至電源恢(huī)複。系統招測不到(dao)期間表計計量爲(wei)☀️零，給供汽單位帶(dài)來損失。

       由于(yú)熱用戶終端箱電(dian)源的重要性，安裝(zhuang)時就要求接入📱熱(rè)用戶端的zui可靠電(diàn)源，但如果用戶方(fāng)用電不穩尤其是(shì)🐆停電後仍要進行(hang)生産的，可增設一(yī)台大容量蓄電池(chi)，zui長用電時間可達(da)一周。

3. 結束語(yu)

       在衆多的流(liu)量計中，渦街流量(liang)計的經濟性較好(hao)，是一種經濟實惠(huì)的流量計。渦街流(liú)量計的基本性能(néng)處于💔中等偏上水(shuǐ)平，購置☔費低于質(zhi)量式、電磁式、容積(jī)式等，而安裝、運行(hang)、維護費低于節流(liu)式、容積式、渦輪式(shi)等，如僅作爲控制(zhi)系統檢測儀表可(kě)❌采用幹校方式節(jiē)省周期校驗費用(yòng)。

        多年實踐證(zhèng)明，渦街流量計的(de)選用選型和使用(yòng)）是用好流量計的(de)關鍵環節，儀表制(zhì)造廠應加強售前(qian)服務，即幫助用戶(hù)選型，并在安裝投(tóu)用上給予指導。隻(zhī)要抓住這一環節(jiē)，該流量計不失爲(wei)一種性能不錯的(de)流量計