蘭州石化公司動(dòng)力廠的部分渦街流量計(jì)在使用中，生產(chǎn)裝置經(jīng)常反映該種儀表的測(cè)量結(jié)果與實(shí)際用量相差過大。從而懷疑流量計(jì)指示不準(zhǔn)?？僧?dāng)儀表維護(hù)人員對(duì)儀表進(jìn)行標(biāo)定和校驗(yàn)檢查時(shí)卻發(fā)現(xiàn)儀表都是正常合格的。經(jīng)多方查找原因和分析故障發(fā)現(xiàn)原因是由于工藝工況及安裝位置等引起的。

1 概述

渦街流量計(jì)是目前煉油化工生產(chǎn)中應(yīng)用較為廣泛的流量測(cè)量?jī)x表之一，用于對(duì)水，油，以及空氣，氧氣，天然氣等的流量計(jì)量檢測(cè)。渦街流量計(jì)在動(dòng)力廠的使用中，有時(shí)工藝反映與其物料平衡后的量無(wú)法對(duì)應(yīng)，而懷疑流量計(jì)指示不準(zhǔn)。可維護(hù)人員對(duì)儀表進(jìn)行標(biāo)定和校驗(yàn)檢查時(shí)卻發(fā)現(xiàn)儀表都是正常合格的。要解決這一問題,首先我們應(yīng)先了解一下渦街流量計(jì)的工作原理.

2 渦街流量計(jì)的原理

渦街流量計(jì)是根據(jù)“卡門渦街”原理研制成的一種流體振蕩型流量?jī)x表。在流動(dòng)的流體中插入一個(gè)斷面為非流線型柱狀物體時(shí)，在柱體后部?jī)蓚?cè)會(huì)產(chǎn)生兩列交錯(cuò)排列的漩渦，漩渦分離的頻率與流速成正比，與柱體的寬度成反比，用公式表示如下：

f=St*V/d

式中 f：漩渦分離頻率St：無(wú)量綱常數(shù)V：柱體側(cè)面的流速d:柱體的迎流面寬度

由該式可見，通過測(cè)量漩渦的分離頻率便可測(cè)出流體流速和瞬時(shí)流量。

渦街流量計(jì)采用壓電晶體元件檢測(cè)漩渦分離頻率,漩渦在柱體后部?jī)蓚?cè)交替分離，產(chǎn)生壓力脈動(dòng)，安裝在柱體后面尾流中的探頭感受到交變力；埋設(shè)在探頭體內(nèi)部的壓電晶體元件受到交變力的作用產(chǎn)生交變電荷；交變電荷信號(hào)經(jīng)檢測(cè)放大器處理后，以頻率信號(hào)輸出，或進(jìn)一步變換成與流量成比例的４～２０mA 直流標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)輸出。由此可看出對(duì)該表的安裝要求是非常嚴(yán)格的。

3 故障原因分析

3.1 首先是安裝不合理引起的故障 3.1.1 流量計(jì)安裝在有振動(dòng)的管道上

從渦街流量計(jì)的工作原理可知，它是一種流體振蕩型的儀表。工藝管道本身的振動(dòng)勢(shì)必造成流量計(jì)傳感器產(chǎn)生電荷頻率信號(hào)，導(dǎo)致測(cè)量誤差變大。比如去甲乙酮的除鹽水流量,由于該表安裝的管線過長(zhǎng),且沒有安裝固定支架.容易造成自激現(xiàn)象.后來(lái)我們安裝了防震支架從而改善了儀表的測(cè)量狀況.

3.1.2 流量計(jì)方向安裝錯(cuò)誤當(dāng)流量計(jì)裝反時(shí)流體反向流動(dòng)，造成渦街流量計(jì)的迎流

面寬度 d 減小。根據(jù)公式 f=St*V/d 得知，ｄ的變化勢(shì)必造成分離頻率的變化。從而加大了渦街流量計(jì)的測(cè)量誤差。例如 600t/h 軟化水的低壓蒸汽流量使用中發(fā)現(xiàn)測(cè)量誤差較大，后經(jīng)崗位人員將表重新安裝后，儀表恢復(fù)正常使用，測(cè)量準(zhǔn)確。

3.1.3 儀表安裝時(shí)其密封墊片內(nèi)徑小于管道內(nèi)徑和儀表內(nèi)徑從而產(chǎn)生束流現(xiàn)象，造成儀表指示不準(zhǔn)，影響了流量計(jì)的測(cè)量精度。如 500t/h 除鹽水流量工藝反映與其物

料平衡后的量無(wú)法對(duì)應(yīng)。后經(jīng)把表拆下來(lái)查看發(fā)現(xiàn)該表安裝的墊片太小造成的，經(jīng)更換墊片后投入使用，工藝反映儀表運(yùn)行良好

3.1.4 儀表上下游的擾動(dòng)儀表上游擾動(dòng)源有各類阻流管件。如彎管，異徑管，支

管和閥等。該擾動(dòng)類型除速度分布畸變和二次流動(dòng)外，還有漩渦等。而流體流經(jīng)傳感器后，下游的彎管，閥門等對(duì)流體流動(dòng)形成的擾動(dòng)會(huì)上朔傳播，可以影響到幾倍管徑長(zhǎng)度的距離處。因此，傳感器的上下游都必須配置一定長(zhǎng)度的直管段，其長(zhǎng)度應(yīng)符合下表的要求：

3.2 其次是由于工藝工況不穩(wěn)定引起的故障（1）所測(cè)介質(zhì)的狀況發(fā)生了改變，如液體中帶有氣泡

等。當(dāng)介質(zhì)在儀表上游管線的調(diào)節(jié)閥接近關(guān)閉狀態(tài)流動(dòng)時(shí)，***容易產(chǎn)生氣泡。燃料和石油加工產(chǎn)品，有機(jī)溶劑產(chǎn)生的云霧狀氣泡會(huì)在其下游保持相當(dāng)長(zhǎng)的距離，極易使儀表產(chǎn)生測(cè)量誤差。另外，液體中溶解的氣體因溫度升高，壓力降低變化等原因使得溶解在液體中的氣體會(huì)分離出來(lái)游離成氣泡。還有，當(dāng)充滿液體的管道系統(tǒng)欲停止運(yùn)行時(shí)，關(guān)閉進(jìn)出口截止閥后逐漸冷卻。由于液體體積的收縮比管道系統(tǒng)空腔的收縮大的多，致使管內(nèi)形成真空的收縮空間。液體中溶解的氣體分離成游離氣泡積聚于管道系統(tǒng)內(nèi)的高點(diǎn)，再重新開車時(shí)便會(huì)出現(xiàn)測(cè)量誤差。液體中混有氣泡使液體測(cè)量產(chǎn)生測(cè)量誤差和輸出不穩(wěn)定等故障的原因是因?yàn)椋涸跉庖簝上嗟牧黧w中，其流體的雷諾數(shù) Re 是與單獨(dú)液體的流體的雷諾數(shù)是不同的。從而他們的無(wú)量綱常數(shù) Sｔ也是不同的。根據(jù)頻率與流速的計(jì)算公式：f=St*V/d 可知，St 的改變，會(huì)改變頻率。從而會(huì)影響儀表的測(cè)量精度。3.2.2 工藝工況變化引起的故障渦街流量、測(cè)量的是體積流量。對(duì)于液體來(lái)說(shuō)，因日常溫度壓力變化不大時(shí)對(duì)流量的測(cè)量影響不大。從而往往忽視了工況變化較大時(shí)對(duì)流量計(jì)的影響。通常液體的壓縮系數(shù)不大，然而石油產(chǎn)品的壓縮系數(shù)卻較大，液化石油氣的壓縮系數(shù)就更大。當(dāng)壓力相差較大時(shí)必須考慮靜壓對(duì)流量計(jì)測(cè)量精度的影響。

3.3 還有材質(zhì)的磨損或積垢引起的誤差渦街流量計(jì)的漩渦發(fā)生體迎流端面磨損或者積垢也會(huì)

影響流量計(jì)的測(cè)量。由于磨損或積垢會(huì)影響旋渦發(fā)生體的迎流寬度變化，而根據(jù)計(jì)算公式 f=St*V/d：可知迎流端面寬度的變化也會(huì)影響旋渦分離頻率的變化，從而也就影響了測(cè)量的準(zhǔn)確性。根據(jù)日本 oval 公司的青木功男所著的參考文獻(xiàn)可知：模擬試驗(yàn)的結(jié)果，在該公司三角柱發(fā)生體端的堆積厚度 Y 為 0.01D 時(shí)附加誤差為－2％，Y 為 0.02D 時(shí)，附加誤差為－3.4%。

3.4 ***后還有一種情況就是付線閥關(guān)不死引起的測(cè)量誤差

為了維護(hù)方便，流量計(jì)通常都安裝有副線，有時(shí)付線閥關(guān)不死或者其他一些人為的原因打開了旁路閥，這樣也會(huì)造成測(cè)量不準(zhǔn)。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，渦街流量計(jì)在使用過程中所出現(xiàn)的測(cè)量不準(zhǔn)等故障現(xiàn)象，往往不都是由于儀表本身的原因，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)檢查發(fā)現(xiàn)以上各種原因都將會(huì)造成測(cè)量不準(zhǔn)的故障。