渦輪流量計(jì)在低流速工況的應(yīng)用

渦輪流量計(jì)是在管道中心安放一個(gè)渦輪（如圖一），兩端由軸承支撐，當(dāng)流體通過管道時(shí)，沖擊渦輪葉片，對(duì)渦輪產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)力矩，使渦輪克服摩擦力矩和流體阻力矩而產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)。在一定的流量范圍內(nèi)，對(duì)一定的流體介質(zhì)粘度，渦輪的旋轉(zhuǎn)角速度與流體流速成正比。由此，流體流速可通過渦輪的旋轉(zhuǎn)角速度得到，從而可以計(jì)算得到通過管道的流體流量。渦輪的轉(zhuǎn)速通過裝在機(jī)殼外的傳感線圈來檢測。當(dāng)渦輪葉片切割由殼體內(nèi)磁鋼產(chǎn)生的磁力線時(shí)，就會(huì)引起傳感線圈中的磁通變化。傳感線圈將檢測到的磁通周期變化信號(hào)送入前置放大器，對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大、整形，產(chǎn)生與流速成正比的脈沖信號(hào)，送入單位換算與流量積算電路得到并顯示累積流量值；同時(shí)亦將脈沖信號(hào)送入頻率電流轉(zhuǎn)換電路，將脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬電流量，進(jìn)而指示瞬時(shí)流量值。

葉輪的轉(zhuǎn)速正比于流速，葉輪的轉(zhuǎn)數(shù)正比于流過的總量。 

圖一

江蘇某精細(xì)化工廠合成車間（如圖二），V1409B中的80%乙醇（下稱酒精）作為催化劑滴灌進(jìn)反應(yīng)釜，反應(yīng)釜和V1409B均為常壓容器，容器V1409B底部與反應(yīng)釜頂部垂直落差約2米，滴灌管道口徑DN15，由于兩容器均為常壓，酒精只能通過高度差自由流動(dòng)進(jìn)入反應(yīng)釜，管道口徑小，流速低。

圖二

酒精電導(dǎo)率低，不適用電磁流量計(jì)；差壓類流量計(jì)由于工作壓力過低，節(jié)流元件差壓值很小，測量困難，不適用；科氏力質(zhì)量流量計(jì)，精度超出使用要求很多，且價(jià)格昂貴，不適用；渦街流量計(jì)管徑太小，漩渦發(fā)生體流阻大，不適用；超聲波流量計(jì)，插入式由于管徑太小流阻大，外貼式精度低，同樣不適用；容積類流量計(jì)如橢圓齒輪，也由于管徑過小，流阻太大，不適用；介質(zhì)自然流動(dòng)推動(dòng)力小，管徑過小，靶式流量計(jì)不適用；眾多種類流量計(jì)中，只有渦輪流量計(jì)適合，根據(jù)計(jì)算，縮徑至DN6可在此工況下正常使用。

渦輪流量計(jì)適用流速范圍0.5~15m/s，此工況已接近低限，在V1409B中液位較低的時(shí)候，流速就低于0.5m/s，超出儀表測量范圍，誤差較大；V1409B出料管位于容器底部，介質(zhì)中的固體顆粒雜質(zhì)會(huì)隨順流而出堵塞Y型過濾器，導(dǎo)致流阻增大流速降低超出測量范圍。而Y型過濾器又不能拆除，否則固體顆粒雜質(zhì)會(huì)損壞葉輪軸承，導(dǎo)致流量計(jì)的葉輪轉(zhuǎn)速和介質(zhì)流速不成比例而損壞。

鑒于以上問題，解決方案如下：

1、控制V1409B液位，盡量保持在中高液位，增大酒精流速；

2、將酒精過濾后再注入V1409B中，或更改出料管位置，使固體顆粒沉積在V1409B底部，定期清理，以免堵塞Y型過濾器。