渦街(jie)流量計用于(yu)蒸汽管道計(ji)量中的常見(jian)異常及處理(li)

1. 渦街流(liú)量計的工作(zuò)原理

        渦(wo)街流量計簡(jian)稱 vsD，是基(ji)于卡門渦街(jie)原理制成的(de)一種流體振(zhen)蕩性流量計(jì)。即在流動的(de)流體中放置(zhì)一個非流線(xiàn)型的對🚶‍♀️稱形(xíng)狀的物體🔴（渦(wo)街流量傳感(gǎn)器中稱之爲(wei)漩渦發生體(tǐ)），就會在其🔱下(xia)流兩側産生(shēng)兩列有規律(lü)的漩渦即卡(kǎ)門渦街，其漩(xuán)渦🧡頻率正比(bi)于流體速度(du)：

    F- Stu/d    (1)

    F-渦街頻(pín)率 d--漩渦(wo)發生體寬度(du)

    u-來流速(su)度     S_-斯特(tè)勞哈爾數

    S_的值與漩(xuán)渦發生體寬(kuān)度研口雷諾(nuò)數 Re有關(guan)。當雷諾數 Re<2×104情況下， S_爲變數，當(dang) Re在 2×104__ 7X 106的範圍内， S_值基本上(shàng)保持不變，這(zhè)段範圍爲流(liu)量計的基本(ben)測量範圍🐇。

       式 (1)表(biǎo)明，當 d和(hé) S_爲定值(zhí)時，漩渦産生(shēng)的頻率 F與流體的平(píng)均流速 u成正比，利用(yòng)這一特性制(zhi)成了渦街流(liú)量計。

        斯(si)特勞哈爾數(shu)爲無量綱參(cān)數，它與漩渦(wō)發生體形狀(zhuàng)及雷諾🌂數🈲有(you)關，圖 2所(suǒ)示爲圓柱狀(zhuang)漩渦發生體(ti)的斯特勞哈(ha)爾數與管🔅道(dao)雷諾數的關(guan)系圖。由圖可(ke)見，在 Re -2×lOr-- 7×1 06範(fan)圍内， Sr可(ke)視爲常數，這(zhè)是儀表正常(chang)工作範圍，

        渦街流量(liang)計輸出的脈(mo)沖頻率信号(hào)不受流體物(wù)性❗和組👅分🤞變(bian)化的影響，即(ji)儀表系數在(zai)一定雷諾數(shu)範圍内僅與(yǔ)漩渦發生體(ti)及😘管道的形(xing)狀尺寸等有(you)關♍。但是作爲(wèi)流量計在物(wu)料平衡及能(néng)源計量中需(xū)檢測質量流(liú)量的，這時流(liu)量計的輸出(chu)信号應同時(shi)監測體積流(liú)量和流體密(mì)度，流體物性(xing)和組分對流(liu)量計量還是(shì)有直接影響(xiang)的。

        渦街(jiē)流量計具有(yǒu)以下一些特(te)點：

    1) 輸出(chu)爲脈沖頻率(lü)，其頻率與被(bèi)測流體的實(shi)際體積流量(liàng)成正比，它不(bú)受流體組分(fen)、密度、壓力、溫(wen)度的影響；

    2) 測量範圍(wei)寬，一般範圍(wéi)度可達 IQ 1以上；

    3) 度(dù)較高的（與差(chà)壓式，浮子式(shì)流量計比較(jiao)），對于氣體一(yi)般爲✔️測量值(zhí)的（ ±1蜘 ±2%R無零點漂(piao)移；

    4) 結構(gòu)簡單牢固，安(an)裝方便，維護(hu)費較低；

    5) 應用範圍廣(guang)泛，可适用液(ye)體、氣體和蒸(zheng)氣。

    6) 壓損(sǔn)小 (約爲(wei)孔闆流量計(ji) 1/4- 1/2)。

         應(yīng)該看到，渦街(jiē)流量計尚屬(shǔ)發展中的流(liú)量計，渦街流(liu)量計自 20世紀 70年(nián)代在工業上(shàng)應用以來，由(you)幹它具有一(yi)些突出的特(te)點🥵，受到用📐戶(hu)歡迎，并得到(dào)迅速發展。像(xiang)它這樣開發(fa)隻有 2哆(duo)年即己跻身(shen)通用流量計(ji)之列，在流量(liang)計中是少有(yǒu)的。由于應用(yòng)時間短，無論(lùn)理論研究或(huò)實踐經驗都(dōu)比🔴較薄弱，不(bú)💋免出現一些(xie)問題，這是不(bu)足爲怪的。

        在蒸汽供(gong)熱計量中，由(yóu)于蒸汽很難(nán)用其它常規(gui)方法稱✔️量，同(tong)時蒸汽是供(gong)熱的介質，管(guǎn)網和設備的(de)啓停和🥵環境(jìng)😄溫度💁的變化(hua)都給供熱電(diàn)廠或用戶帶(dai)來經濟影響(xiǎng)，渦街🤞流量計(jì)出現異常和(he)故障時，會給(gei)用戶帶來更(geng)多疑惑和顧(gù)慮，了解🌈和處(chù)理好💚流量計(jì)出現的異常(cháng)，才是解決争(zheng)議的zui有效辦(bàn)法。

2. 常見(jian)異常及處理(li)

    (1) 故障現(xiàn)象實際流量(liang)大時表計流(liú)量反而變小(xiǎo)，同時壓力明(míng)顯🤟下降。

       故障原因：實(shí)際流量超過(guò)表計工作上(shàng)限流量，表計(jì)與實際流量(liàng)✂️不匹配。

       渦街流量計(ji)的儀表口徑(jing)及規格選擇(ze)很重要，它類(lei)🐇似于✏️差壓流(liú)量計節流裝(zhuang)置的設計計(jì)算，在進行儀(yi)表選擇時必(bi)須明确熱用(yong)戶工作狀态(tài)的zui大、常用、zui小(xiao)👨‍❤️‍👨流量，還應檢(jiǎn)查流量測量(liang)範圍✌️是否處(chu)🧑🏾‍🤝‍🧑🏼于儀表的*工(gōng)作範圍（即上(shàng)限流量的 1/2～ 2/3處）。渦(wō)街流量計的(de)輸出信号是(shi)與工作狀态(tai)的體積流量(liàng)成正比的，表(biǎo)計是在标準(zhǔn)狀态校驗的(de)，把測到的信(xin)号流量換算(suan)成同樣爲标(biao)準狀态下的(de)流量方爲實(shí)際流量，這🔆被(bei)稱爲流量計(jì)的自動補償(chang)計算。

  Q黾(mian) (pTnZ. /p。 TZ)

  式(shi)中：

  Q-補償(chang)計算得出的(de)實際體積流(liú)量， m3／ h；

  Q-工作狀(zhuang)态測量到的(de)脈沖頻率所(suǒ)對應的體積(jī)

流量， nf /h;

    B P-分别爲工(gōng)作狀态和标(biāo)準狀态下的(de)

壓力， Pa;

    T Tn -分别爲工(gōng)作狀态和标(biāo)準狀态下的(de)熱力

學(xue)溫度， K

    Z z-分(fen)别爲工作狀(zhuang)态和标準狀(zhuàng)态下的氣體(ti)

匿縮系(xì)數。

       在用(yòng)戶用汽高峰(fēng)時，表計可測(cè)量頻率和容(rong)積流量 Q都達至上限(xiàn)不再上升，同(tong)時因爲受過(guò)小的管道通(tōng)徑節🔞流，造成(cheng)壓力 p下(xià)降，所以表計(jì)的顯示流量(liang) Q下降。

        當用戶沒(mei)有提供準确(que)的用汽量信(xìn)息，或是擴大(dà)生産🚩後🔞未及(jí)時通知供汽(qi)方，就可能造(zào)成類似現象(xiang)，尤其在♊量程(cheng)範圍較小的(de)小流量用戶(hu)中更容易出(chu)現💞。此時，通過(guo)比較該流量(liàng)下的對應頻(pin)率脈沖值，就(jiu)可以了解實(shi)際的流量情(qíng)況。必要時需(xu)要更換适合(hé)的流量計。

     (2) 故障現象(xiang)用戶停止用(yong)汽後還有一(yī)個穩定的用(yòng)汽量。

     故(gu)障原因儀表(biao)靠近強電設(she)備或高頻脈(mò)沖幹擾源，受(shou)附近電纜的(de)電磁信号影(ying)響形成假信(xìn)号。

      這種(zhǒng)情況下，通常(cháng)可以通過分(fèn)析當時的假(jia)流量信号的(de)頻率，正好爲(wèi) 5 0Hz即常用(yòng)的交流電的(de)頻率來确定(ding)。通過遠離幹(gan)擾源㊙️安裝，改(gai)善屏蔽與接(jiē)地，排除電磁(ci)幹擾就可以(yi)得到解決。

    (3) 故障現象(xiang)有不規則的(de)異常峰值流(liu)量出現。

       故障原因：轉(zhuan)換器靈敏度(du)過高；流量計(ji)受外界振動(dòng)幹擾，産生⛷️假(jia)流量信号。

       如儀表安(ān)裝在振動的(de)設備附近或(huo)有過往車輛(liàng)的路邊時，外(wài)界的振動形(xing)成一個類似(si)于渦街頻率(lǜ)的✍️信号，被表(biao)計當做流量(liàng)顯示出來。首(shǒu)先在選擇傳(chuán)感器安裝場(chang)所時✔️盡量注(zhù)意避開振動(dong)源✉️，對于已經(jing)安裝完成的(de)表計可以通(tong)過一些辦法(fa)補救：

    -采(cǎi)取減震措施(shī)，如采用彈性(xìng)軟管連接在(zài)小曰徑中🔞，加(jia)裝管⭐道支💔撐(chēng)物是種有效(xiào)的減震方法(fǎ)；

    -加強信(xin)号濾波，降低(di)放大器靈敏(min)度，提高觸發(fā)電平的方法(fa)⚽。

    條件允(yun)許的話還是(shi)将表計改裝(zhuang)，遠離振動源(yuán)。

       (4) 故障現(xiàn)象用戶用汽(qi)較小時，表計(jì)顯示流量爲(wei)零。

       故障(zhàng)原因：這是所(suǒ)有流量計都(dou)存在的小流(liú)量切換問💘題(ti)，當用🛀🏻戶💛流量(liàng)小到一定值(zhi)時，表計己不(bu)能檢測到微(wēi)小的㊙️信号☎️而(ér)當💰作無信号(hào)計量爲零流(liú)量，造成計量(liang)誤差。

        相(xiàng)比較于孔闆(pǎn)式流量計，渦(wō)街流量計的(de)小流量測量(liàng)能力還是相(xiàng)當不錯的，目(mu)前可解決的(de)辦法是：首先(xian)在給熱♍用戶(hù)進行⛷️表計選(xuan)型時要盡量(liàng)選擇合适💃🏻的(de)口徑，尤其不(bu)能過大，口徑(jìng)越大所可能(neng)出現小流量(liàng)切換值也越(yue)大；其次一些(xiē)熱用戶和供(gong)熱單位協議(yi)，參考用戶端(duān)的蒸汽溫度(du)來判斷用戶(hu)是否用汽👉，如(ru)果在一定溫(wēn)🤩度值以上按(an)用戶表計zui小(xiao)汽量統計，低(di)于該溫度值(zhí)視爲用戶停(tíng)用，計量爲零(ling)。

     ⑤故障現(xian)象用戶用汽(qì)量突然變小(xiao)，同時壓力也(ye)同比例下降(jiàng)✂️。

故障原(yuan)因：用戶端壓(ya)力變送器信(xin)号管堵塞或(huo)被閥門被人(rén)爲✍️關閉。

此時可以通(tong)過分析流量(liàng)信号脈沖值(zhi)大概了解實(shi)😄際流量，和故(gu)障 1道理(li)相似，同樣的(de)脈沖信号下(xià)，壓力變小給(gei)了計量系統(tong)⭐一個介質比(bi)容變小的假(jiǎ)信息，通過系(xi)統的補償計(jì)算後，總計量(liang)結果也失真(zhen)了。所以除了(le)供汽方作好(hǎo)日常計量檢(jian)查，及時發現(xian)🏃🏻異常，通常還(hai)要求用戶方(fāng)的表計盡量(liang)上鎖防止人(ren)爲破壞。壓力(lì)導管與變送(sòng)器之間不裝(zhuāng)閥門直通也(ye)是一個辦法(fǎ)。

      (6) 故障現(xian)象對于無線(xiàn)電遠程管理(li)的用戶，用戶(hù)端電源消失(shi)，遠♋程系統招(zhao)測不到，直至(zhì)電源恢複。系(xi)統招測不到(dao)期間表計計(jì)量爲🈲零，給供(gòng)汽單位帶來(lai)損失。

       由(yóu)于熱用戶終(zhong)端箱電源的(de)重要性，安裝(zhuang)時就要求💞接(jiē)入熱☔用戶端(duān)的zui可靠電源(yuán)，但如果用戶(hù)方用電不📞穩(wěn)尤其是停電(diàn)後仍要進行(hang)生産的，可增(zeng)設一台大容(rong)量蓄電池，zui長(zhǎng)用電時間可(ke)達一周。

3. 結束語

       在衆多的流(liu)量計中，渦街(jiē)流量計的經(jing)濟性較好，是(shì)一種經濟實(shí)惠的流量計(ji)。渦街流量計(ji)的基本性能(neng)處于中等偏(pian)上水平，購置(zhì)費低于質量(liang)式、電磁式、容(rong)積式等，而安(an)裝、運行、維護(hù)費低🌈于節流(liu)🤟式、容積式、渦(wo)輪式等，如👈僅(jǐn)作爲控制系(xi)統檢測儀表(biǎo)可采用幹校(xiao)方式節省周(zhōu)期校驗費用(yòng)。

        多年實(shi)踐證明，渦街(jiē)流量計的選(xuan)用選型和使(shǐ)用）是用好流(liu)量計的關鍵(jian)環節，儀表制(zhì)造廠應加強(qiáng)售前服務，即(ji)幫助用戶選(xuan)型，并在安裝(zhuāng)投用上給予(yǔ)指導。隻要抓(zhuā)住這一環節(jiē)，該流量計不(bú)失爲一種性(xìng)能不錯的流(liu)量計