摘(zhai)要:介紹了(le)渦街流量(liang)計 的測量(liang)原理和使(shi)用過程中(zhong)出現的問(wen)題。結合實(shi)際經驗，總(zong)結了渦街(jie)流量計在(zai)儀表選型(xing)、設計安裝(zhuang)和使用過(guo)程中的注(zhu)意🏒事項,以(yi)及氣體流(liu)量測量時(shi)的溫度壓(ya)力補償組(zu)态計算。
1渦(wo)街流量計(ji)的測量原(yuan)理
　　渦街流(liu)量計是應(ying)用流體振(zhen)蕩原理來(lai)測量流量(liang)的👣，流💋體在(zai)管道中經(jing)過渦街流(liu)量變送器(qi)時,渦街流(liu)量變送器(qi)中📱設置有(you)旋渦發❄️生(sheng)體(阻流體(ti)),在流體從(cong)旋渦發生(sheng)體兩側交(jiao)替地産生(sheng)有規則的(de)旋渦,這種(zhong)旋渦稱爲(wei)卡曼渦街(jie)。旋渦列在(zai)旋💁渦發生(sheng)體下遊非(fei)對稱地排(pai)列，對于确(que)定的測量(liang)管内徑D和(he)發生體迎(ying)流👄面寬度(du)d.流體的狀(zhuang)态體積流(liu)量q,與渦街(jie)的旋渦頻(pin)率成正比(bi)，也🚶‍♀️就是說(shuo)隻要測量(liang)出頻率f,可(ke)知流量q,的(de)大小，即：

　　式(shi)中Sr是斯特(te)勞哈系數(shu)，與Re有關;d爲(wei)鈍體的迎(ying)流向寬度(du);D爲🈚管道内(nei)徑。
　　由式可(ke)看出，用渦(wo)街流量計(ji)測量流體(ti)的體積流(liu)量,主要是(shi)通過測量(liang)旋渦頻率(lü)f來實現。而(er)旋渦頻率(lü)隻與流速(su)f和發生體(ti)的幾何🈲參(can)數有關,而(er)與被測流(liu)體的特性(xing)和組分無(wu)關。
2渦街流(liu)量計的應(ying)用
2.1渦街流(liu)量計的選(xuan)型
　　流量儀(yi)表選型原(yuan)則根據氯(lü)堿化工行(hang)業特點，首(shou)先要考慮(lü)🏒防爆性能(neng)。如本案列(lie)中的乙炔(que)氣體爲易(yi)燃易爆的(de)介質，所以(yi)選型的第(di)--步就是要(yao)考慮流量(liang)儀表的防(fang)爆性能。其(qi)次是弄清(qing)工藝介質(zhi)的物理和(he)化學特性(xing)。比如:介質(zhi)的溫度、壓(ya)力、密度、粘(zhan)度、電導率(lü);流量測量(liang)範圍🈚;充許(xu)的壓力損(sun)失;介質的(de)腐蝕程度(du)等🐕等。
2.2渦街(jie)流量計的(de)安裝要求(qiu)
　　渦街流量(liang)計屬于對(dui)管道流速(su)分布畸變(bian)、旋轉流和(he)流動脈動(dong)等㊙️敏感的(de)流量計，因(yin)此，對現場(chang)管道安裝(zhuang)條件💁應充(chong)分重視,嚴(yan)格遵照使(shi)安裝規範(fan)執行。
(1)減小(xiao)振動對渦(wo)街流量計(ji)的影響應(ying)該作爲渦(wo)街流量計(ji)現場🏒安裝(zhuang)的一個突(tu)出問題來(lai)關注，應盡(jin)量安裝在(zai)遠離振動(dong)源和☔電磁(ci)📧幹擾較強(qiang)的地方。
(2)渦(wo)街流量計(ji)隻能單向(xiang)測量,安裝(zhuang)時注意保(bao)證介質流(liu)🚶量方向與(yu)流量計箭(jian)頭所示方(fang)向--緻，安裝(zhuang)地點周圍(wei)應有充裕(yu)的空間，以(yi)便安裝和(he)維護。
(3)渦街(jie)流量計首(shou)選安裝方(fang)式爲垂直(zhi)安裝,介質(zhi)自下而上(shang)通😘過流量(liang)計。即将流(liu)量計安裝(zhuang)在豎直管(guan)道上,流量(liang)方向爲自(zi)下向上,本(ben)📧項目中所(suo)有渦街流(liu)量計✔️全部(bu)垂直安裝(zhuang)。
(4)直管段要(yao)求:本項目(mu)中由于兩(liang)個流量參(can)數的重要(yao)性，流量計(ji)全🐕部安裝(zhuang)于調節閥(fa)的上遊，直(zhi)管段按前(qian)20D後10D要求完(wan)🔴成配管。并(bing)直管段法(fa)蘭焊接時(shi)，應卸下流(liu)量計,一定(ding)不能帶着(zhe)流量計焊(han)接法蘭。
(5)安(an)裝時注意(yi)管道口徑(jing)應略大于(yu)或等于儀(yi)表的内徑(jing)，配管✍️應✨與(yu)傳感器同(tong)心，同軸偏(pian)差應不小(xiao)于0.5DN。使用密(mi)封圈時💋，注(zhu)意❗密封圈(quan)内🌈徑應略(lue)大于或等(deng)于儀表的(de)内徑，密封(feng)圈🛀中心位(wei)于管道💁中(zhong)心。
(6)要做好(hao)渦街流量(liang)計的防雨(yu)工作。如果(guo)渦街流量(liang)計安✔️裝💞在(zai)露天，就必(bi)須加裝遮(zhe)雨帽，防止(zhi)變送器表(biao)頭進水❤️,造(zao)成電子元(yuan)件故障。
(7)連(lian)接渦街流(liu)量計的電(dian)纜走向,應(ying)盡可能遠(yuan).離強電磁(ci)場的幹擾(rao)👨‍❤️‍👨場合。絕對(dui)不允許與(yu)高壓電纜(lan)一起敷設(she)。屏蔽電纜(lan)應盡量縮(suo)短，最大長(zhang)度不超過(guo)500m，且不得盤(pan)卷，以🐇減少(shao)分布電感(gan)。
2.3參數組态(tai).
　　實際應用(yong)中，乙炔、氯(lü)氣流量配(pei)比要求非(fei)常嚴格,一(yi)旦氯氣過(guo)量就可能(neng)引起裝置(zhi)爆炸。爲了(le)生産過程(cheng)的質量與(yu)安全，要求(qiu)所測量的(de)流量參數(shu)應爲20℃,101.325kPa标準(zhun)狀态下的(de)體積流量(liang)，才可以實(shi)現對氣⭕體(ti)的計量與(yu)控制，故必(bi)☂️須對氣體(ti)流量進行(hang)壓力、溫度(du)補償。實施(shi)過程中渦(wo)街流量計(ji)組态爲工(gong)況流量,4-20mADC輸(shu)出至控制(zhi)系統，由HoneywellExperionPKS系(xi)統中FLOWCOMP模塊(kuai)完成流量(liang)的溫度壓(ya)力補💞償計(ji)算，該模塊(kuai)簡化了複(fu)雜的過程(cheng)控制邏輯(ji)編寫與調(diao)試🧡過程，增(zeng)加了測量(liang)🐕和控制精(jing)度，提高🙇‍♀️了(le)生産效率(lü)😘。
2.3.1渦街流量(liang)計參數組(zu)态
　　過程組(zu)态一工藝(yi)介質(gas)、參考(kao)K系數、内徑(jing)、PV單位(m3/h)、量程(cheng)值-URV、LRV、PV阻尼等(deng)。
2.3.2DCS系統溫度(du)壓力補償(chang)組态
　　在Honeywell的(de)DCS中有專用(yong)的FLOWCOMP模塊進(jin)行流量補(bu)償。此模塊(kuai)可用于補(bu)償溫度🌈、壓(ya)力、比密度(du)或分子量(liang)變化的流(liu)量測量。被(bei)🈲測介質可(ke)🔴以是氣體(ti)，蒸汽和液(ye)體。原理如(ru)圖1所示。

FLOWCOMP模(mo)塊使用以(yi)下基本公(gong)式來計算(suan)補償的流(liu)量值作爲(wei)其輸出。.
PV=CPV*(CF1/CF2)*F*COMPTERM
式(shi)中:PV---補償輸(shu)出;
CPV---全面比(bi)例系數,缺(que)省值爲1;
CF1,CF2--修(xiu)正系數,缺(que)省值爲1;
F--未(wei)補償的流(liu)量;
COMPTERM----補償值(zhi)。F
LOWCOMP模塊的使(shi)用取決于(yu)Compterm的形式選(xuan)擇。COMPTERM有5種形(xing)式-A液體,B氣(qi)體,蒸汽C氣(qi)體、蒸汽(特(te)定引力),D氣(qi)體、蒸汽的(de)體積流量(liang),E蒸汽。補償(chang)輸入端引(yin)自各變量(liang)的PV輸入端(duan)。
本項目選(xuan)用公式B用(yong)實際的絕(jue)對溫度和(he)絕對壓力(li)來🐉進行補(bu)㊙️償，具體如(ru)下:如果PVCHAR=SQUAREROOT,則(ze)

式中:P--實際(ji)壓力測量(liang)值(表壓);
T一(yi)實際溫度(du)測量值;
設(she)計壓力;
RT-設(she)計溫度;
P0---大(da)氣壓，101.325kPa;
T0-溫度(du),273.15K。
FLOWCOMP模塊中的(de)組态内容(rong)如下:
PVEQN=EQB
PVCHAR=NONE
CPV=1.0
CF1=1.0
CF2=1.0
COMPHILM(補償(chang)系數.上限(xian))=8(缺省值爲(wei)1.25)
COMPHILM(補償系數(shu)下限)=0.8
RP=0.101325
RT=293.15
PO=0.101325
T0=273.15
　　這樣(yang)工況體積(ji)流量就可(ke)以轉換爲(wei)209C,101.325kPa标準狀态(tai)下的體積(ji)流☔量,便🤟于(yu)計量和計(ji)量單位的(de)統--,從而流(liu)量計量能(neng)夠更加合(he)理,确保裝(zhuang)置的穩定(ding)運行。
2.4常見(jian)故障處理(li)及維護
　　渦(wo)街流量計(ji)常見問題(ti)錯綜複雜(za)，從設計安(an)裝、參數整(zheng)定💜、日常維(wei)護、運行環(huan)境中都存(cun)在不同程(cheng)度的問題(ti),結合多年(nian)來的維修(xiu)經驗總結(jie)來說有以(yi)下幾方🧑🏾‍🤝‍🧑🏼面(mian)内容。
2.4.1選型(xing)安裝方面(mian)的問題
　　在(zai)選型安裝(zhuang)任何一台(tai)渦街流量(liang)計之前,必(bi)須考慮㊙️流(liu)量計的口(kou)徑、管路尺(chi)寸和安裝(zhuang)位置。正确(que)的口徑對(dui)于流量計(ji)的性能很(hen)重要,流量(liang)計口徑選(xuan)擇正确在(zai)應用中就(jiu)可以擴大(da)量程,并使(shi)壓力損失(shi)和氣穴産(chan)生的可能(neng)性降到最(zui)小。流量計(ji)安裝位置(zhi)的正确選(xuan).擇，能保證(zheng)🥰得到一個(ge)清晰精确(que)的輸🔞出信(xin)号。本項目(mu)中，流量計(ji)的選型嚴(yan)格按照8800D型(xing)渦街流量(liang)計♍口徑計(ji)算程序😍選(xuan)擇,安裝嚴(yan)格按照渦(wo)街流量計(ji)的安裝規(gui)範完成安(an)裝,爲後期(qi)的穩定運(yun)行奠定了(le)基礎。
2.4.2與475HART手(shou)操器的通(tong)訊問題
　　475現(xian)場通訊器(qi)是渦街流(liu)量計現場(chang)組态的必(bi)備工具，在(zai)使用過程(cheng)中不能與(yu)設備連接(jie)的原因主(zhu)要從下面(mian)兩方面考(kao)慮:
(1)檢查回(hui)路電阻(250到(dao)1000歐姆),本項(xiang)中HoneywellEPKSC300系統回(hui)路電阻阻(zu)值在HART通❄️訊(xun)要求之間(jian),浙大中控(kong)的DCS系統通(tong)訊時就必(bi)須另串接(jie)250歐姆電阻(zu)。
(2)檢查變送(song)器端電源(yuan)，最小值應(ying)爲16.
8VDC。
2.4.34-20mA輸出不(bu)正确
(1)檢查(cha)變送器端(duan)電源，最小(xiao)值應爲10.8VDC,檢(jian)查接線盒(he)的是否進(jin)水🔅或🔅者✉️腐(fu)蝕。
(2)檢查URV、LRV、密(mi)度、單位、LFC等(deng)參數組态(tai)是否更改(gai)，如有必要(yao)更換💔電🛀🏻子(zi)系統。
2.4.4管道(dao)内有流量(liang)但是流量(liang)計測量輸(shu)出錯誤
　　渦(wo)街流量計(ji)流量測量(liang)值輸出值(zhi)存在偏差(cha)是渦街流(liu)量計使用(yong)♻️過程中的(de)常見故障(zhang),其故障現(xian)象有可能(neng)是有流量(liang)無輸出,或(huo)者無流量(liang)有輸出,或(huo)者是有流(liu)量也有輸(shu)出但是測(ce)🔱量值與實(shi)際值相差(cha)較大等。結(jie)合多年的(de)使用經驗(yan)，故障排除(chu)方法主要(yao)從以下幾(ji)方面着手(shou)。
2.4.4.1基本參數(shu)設置
　　确定(ding)渦街流量(liang)計在使用(yong)過程中内(nei)部參數設(she)置沒有發(fa)🌈生😘變🔞化，按(an)下列次序(xu)檢查并修(xiu)改組态參(can)數:過程組(zu)态-變送器(qi)✍️模式、工藝(yi)介質、參考(kao)K系數、連接(jie)管道内徑(jing)、PV單位、量程(cheng)值-URV.LRV,PV阻尼、自(zi)動過濾器(qi)調節。
2.4.4.2電子(zi)系統故障(zhang)
　　渦街流量(liang)計電子系(xi)統故障在(zai)使用過程(cheng)中并不常(chang)見,在本項(xiang)目34台渦街(jie)流量計多(duo)年運行過(guo)程中緊發(fa)生--例故障(zhang),推薦故障(zhang)排除方法(fa):用475HART 手操器(qi) 進行回路(lu)測試或用(yong)傳感器模(mo)拟器輸入(ru)測試信号(hao),如有❄️必要(yao)更換電子(zi)部件。
2.4.4.3傳感(gan)器故障
　　壓(ya)電傳感器(qi)故障是本(ben)項目中出(chu)現的常見(jian)故障，故障(zhang)原因爲環(huan)境腐蝕性(xing)氣體長期(qi)侵蝕引起(qi)傳感器腐(fu)蝕,導緻信(xin)号🥵檢測錯(cuo)誤,在使用(yong)過程中出(chu)現流量偏(pian)低現象。如(ru)該裝置FT2201_6流(liu)量計在裝(zhuang)置提量過(guo)程中發現(xian)總表流量(liang)升高了150Nm2/h,而(er)該流量計(ji)變化隻有(you)10~20Nm2/h,經檢查确(que)認傳感器(qi)故障,更換(huan)後運行正(zheng)常。
(1)傳感器(qi)故障檢測(ce)方法:查傳(chuan)感器螺母(mu).上的轉矩(ju)(32ft-lb)是否😘符🐅合(he)規範;檢查(cha)傳感器同(tong)軸電纜是(shi)否有裂縫(feng),如有必要(yao)換📱一根;在(zai)工作溫度(du)下,檢查傳(chuan)感器輸入(ru)阻抗是否(fou)大于1兆✊歐(ou)(降到0.5兆歐(ou)時功能會(hui)下降)。如有(you)必要更換(huan)傳感器;在(zai)SMA連接器處(chu)測量傳感(gan)器電容(115-700pF)。
(2)傳(chuan)感器安裝(zhuang)注意事項(xiang):
A、清潔密封(feng)面:傳感器(qi)上的金屬(shu)0形圈用于(yu)密封傳感(gan)器内腔,事(shi)故時被測(ce)流體不會(hui)在腐蝕了(le)表體後而(er)進入傳感(gan)器内腔，不(bu)要擦傷和(he)損傷傳感(gan)器的任何(he)部分,傳🔅感(gan)器内腔或(huo)傳感器螺(luo)母的螺紋(wen)。損傷了這(zhe)些部分,就(jiu)要更換整(zheng)個傳感器(qi)☀️或表體，也(ye)🏃可能會使(shi)❓流量計發(fa)生危險。如(ru)果你安裝(zhuang)以前曾經(jing)使用過的(de)🥵傳感器,要(yao)采用下述(shu)步驟清潔(jie)傳感器上(shang)的金屬0形(xing)圈。如果你(ni)🧑🏾‍🤝‍🧑🏼安裝的傳(chuan)感器🐅是新(xin)的,0形💃🏻圈不(bu)必要進行(hang)清潔。
B、要确(que)保傳感器(qi)的中心對(dui)準支架。傳(chuan)感器中心(xin)線和流量(liang)計中心線(xian)沒有對齊(qi)，在壓緊過(guo)程中傳感(gan)器将會損(sun)壞。
C、施加力(li)量要均勻(yun)加壓力把(ba)它按到支(zhi)架上,然後(hou)将傳✏️感👈器(qi)♌螺🐉母旋進(jin)傳感器内(nei)腔,用開口(kou)力矩扳手(shou)将螺母☁️旋(xuan)緊✌️至32ft-lbs(ANSI1500的💛表(biao)體🚩爲50ft-lbs)。必須(xu)注意流量(liang)計的精确(que)穩定運行(hang)要求傳感(gan)器螺母必(bi)須旋緊到(dao)32ft-Ibs(ANSI1500的表體爲(wei)50ft-lbs)，不要旋緊(jin)過🈲度。
3結束(shu)語
　　渦街流(liu)量計結構(gou)簡單牢固(gu),安裝維護(hu)方便，對于(yu)運行中出(chu)現的故障(zhang),隻要在實(shi)際工作中(zhong)深入現場(chang),仔細觀察(cha),仔細分析(xi),就✔️可以發(fa)現問題并(bing)進行針對(dui)性的處理(li),從而确保(bao)流量👌計的(de)精度佳、可(ke)靠性高，保(bao)證了裝置(zhi)的👌安全穩(wen)定運行，提(ti)高了單位(wei)的經濟效(xiao)益。渦街流(liu)量計在該(gai)項目的成(cheng)功應用值(zhi)得氯堿化(hua)工行業推(tui)廣。

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