橫河渦街流量計的使用和維護經驗談

1 引言 

    河南神馬尼龍化工有限責任公司是1998年建成投產的大型化工企業，其綜合水裝置包括供水和循環水兩部分，對于原水、生產水給水、補水、生活水、循環水給水及回水的計量分別采用十二臺渦街流量計進行計量。渦街流量計自投運以后運行一直不太穩定，通過技改技措等措施，南京拓輝儀表公司作為橫河流量計專業代理商，配合神馬化工對橫河渦街流量計進行改造。

    2 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。它是利用流體自然振蕩的原理制成的一種分離型流量計。當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，就會在物體的后面沿兩條平行直線上產生整齊排列且轉向相反的渦列。渦列的個數，即渦街的頻率與流體的流速成正比，用公式表示為：

    其中，S為斯特羅哈數，V為管道內平均流速，d為柱狀體迎流面的寬度，因此通過測量旋渦的頻率，就可以知道流體的流速，進而測出流體的流量。

    3 傳感器安裝注意事項

    （1）傳感器應水平或垂直安裝（流體的流向應自下而上）在與公稱通徑相應的管道上。

    （2）當渦街流量計在用作流量調節時，特別注意應將流量調節閥安裝在傳感器的后面，否則在小流量時易產生射流，造成在流量調節時，介質流量與閥門的開度成反比的故障現象。

    （3）流量計在安裝時其上游和下游應配置一定長度的直管段。

    （4）流量計不能安裝在有強烈振動的管道上，以免影響測量精度。

    4 流量計使用注意事項

    （1）在供水系統中，流量計一般安裝在儀表井內，為了防止在雨季儀表井進水而損壞儀表，應盡可能將儀表移出儀表井，或選用分離型傳感器。

    （2）當流量計附近有大功率的電機時，為了避免工頻干擾，除對信號傳輸電纜增加屏蔽外，信號的傳輸方式應盡量采用直流信號。

    （3）對流量計的技術參數應做好檔案記錄管理，如流量計的KQ系數、滿度頻率等，這些數據的丟失對以后儀表的維護會造成很大的困難。

    （4）采用隔爆型流量傳感器時，不能在通電狀態下在現場打開儀表設備外殼，在檢修時要注意保護外殼，尤其是隔爆接合面不能受損傷。

    （5）應定期將檢測元件從管道中取出，用酒精或汽油進行清洗。

    5 故障的診斷與排除

    根據筆者在現場對渦街流量計使用和維護時，流量計出現的一些故障現象及排除故障的對策進行了粗淺的總結，僅供大家參考。

    5.1 通電后流量傳感器無信號輸出

    原因分析：（1）管道內工藝介質沒有流動；（2）傳感器供電不正確。

    故障排除：（1）通知工藝開閥門，通流量；（2）檢查接線是否正確，供電是否正常。

    5.2 管道內無流量，但傳感器有信號輸出

    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。

    故障排除：（1）檢查接地電阻，應不大于10歐姆，否則處理接地；（2）對工藝管線進行減振處理；（3）調整增益電位器至合適的值。

    5.3 管道內有正常流量，但傳感器輸出頻率為50Hz

    原因分析：流量計附近有大功率的電機或比較強的電場。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準電流信號。

    5.4 小流量時輸出信號不穩定，大流量時輸出信號穩定

    原因分析：（1）管道內介質的流量低于流量計工作的下限流量；（2）傳感器增益過小。

    故障排除：（1）對流量計重新選型或將工藝管道縮徑；（2）調整增益電位器至合適的值。

    5.5 故障現象：正常流量時傳感器輸出信號不穩定

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

    故障排除：（1）調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行安裝。

     5.6 在調節流量時流量與閥門的開度成反比

    原因分析：調節閥安裝在流量計的前面，在小流量時產生射流。

    故障排除：進行改造將調節閥安裝在流量計的后面。

    5.7 故障現象：管道內有流量，而傳感器無輸出。

    原因分析：（1）接線端子與傳感器的放大板間接線有虛連或斷線；（2）放大器損壞。

    故障排除：（1）將接線端子與傳感器的放大板間接線有虛連或斷線處理好；（2）更換放大器。

    6 結束語

    在對于流量的測量中，渦街流量計相對于孔板和其他的流量計來說自有其優點，在現場使用時只要進行精心的維護和正確的安裝，渦街流量計還是能進行準確的測量。自從我們改造后，橫河渦街流量計運行狀況大為改觀，極大地降低了儀表的維護量。