渦街(jie)流量計用于(yú)蒸汽管道計(jì)量中的常見(jiàn)異常及處理(li)

1. 渦街流(liu)量計的工作(zuò)原理

        渦(wo)街流量計簡(jian)稱 vsD，是基(jī)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(zhi)一個非流線(xiàn)型的對稱形(xíng)😄狀的物體⭕（渦(wō)街流量🌈傳感(gan)器中稱之爲(wei)漩渦發生體(ti)），就會在其下(xia)流兩側産生(shēng)兩列有規律(lü)的漩渦即卡(ka)門渦街，其漩(xuan)渦頻率正比(bi)于流體速度(du)：

    F- Stu/d    (1)

    F-渦街頻(pin)率 d--漩渦(wo)發生體寬度(dù)

    u-來流速(su)度     S_-斯特(te)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(dāng) 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(liú)量計的基本(ben)測量範圍🐆。

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

        斯(si)特勞哈爾數(shu)爲無量綱參(can)數，它與漩渦(wō)發生體形狀(zhuàng)⭕及🌈雷📞諾數有(yǒu)關，圖 2所(suo)示爲圓柱狀(zhuàng)漩渦發生體(tǐ)的斯特勞哈(hā)爾數與管道(dao)雷🌈諾數的關(guan)系圖。由圖可(kě)見，在 Re -2×lOr-- 7×1 06範(fàn)圍内， Sr可(ke)視爲常數，這(zhe)是儀表正常(chang)工作範圍，

        渦街流量(liang)計輸出的脈(mò)沖頻率信号(hao)不受流體物(wù)性和組♊分變(bian)化♉的影響，即(jí)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(wei)流量計在物(wu)💯料平衡及能(neng)源計量中需(xu)檢測質量流(liú)量的，這時流(liu)量計的輸出(chū)信号應同時(shi)監測體積流(liú)量和流體密(mi)度，流體物性(xìng)和組分對流(liú)量計量還是(shi)有直接影響(xiǎng)的。

        渦街(jiē)流量計具有(you)以下一些特(tè)點：

    1) 輸出(chu)爲脈沖頻率(lü)，其頻率與被(bèi)測流體的實(shí)際體積流量(liang)成正☀️比，它不(bu)受流體組分(fèn)、密度、壓力、溫(wēn)度的影響；

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

    3) 度(du)較高的（與差(cha)壓式，浮子式(shi)流量計比較(jiao)），對于氣體一(yī)般爲測量值(zhí)的（ ±1蜘 ±2%R無零點漂(piāo)移；

    4) 結構(gòu)簡單牢固，安(ān)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(jì) 1/4- 1/2)。

         應(ying)該看到，渦街(jie)流量計尚屬(shǔ)發展中的流(liú)量計，渦街流(liú)量計㊙️自㊙️ 20世紀 70年(nian)代在工業上(shàng)應用以來，由(yóu)幹它具有一(yī)些突出的特(te)點，受到用戶(hù)歡迎，并得到(dào)迅速發展。像(xiàng)它這樣開發(fa)隻有 2哆(duo)年即己跻身(shēn)通用流量計(jì)之列，在流量(liang)計中是少有(yǒu)的。由于應用(yong)時間短，無論(lun)理論研究或(huo)實踐經驗♊都(dōu)比較薄弱，不(bu)免出現一些(xiē)問題，這是不(bú)足爲怪的❓。

        在蒸汽供(gòng)熱計量中，由(yóu)于蒸汽很難(nán)用其它常規(guī)方法🌈稱量，同(tong)時蒸汽是供(gong)熱的介質，管(guan)網和設備的(de)啓停和環境(jìng)溫度的變化(huà)都給供熱電(diàn)廠或用戶帶(dai)來經濟影響(xiang)，渦街流量計(jì)出現異常和(hé)故障時，會給(gei)用戶帶來更(gèng)多疑惑和顧(gù)慮，了解⚽和處(chù)理好流量計(ji)出現的異常(cháng)，才是解決争(zheng)議📐的zui有效辦(ban)法。

2. 常見(jiàn)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(xiao)，同時壓力明(ming)♌顯下降。

       故障原因：實(shí)際流量超過(guo)表計工作上(shàng)限流量，表計(ji)與實際流✨量(liàng)㊙️不匹配。

       渦街流量計(ji)的儀表口徑(jìng)及規格選擇(zé)很重要，它類(lèi)似于🌈差壓‼️流(liú)量計節流裝(zhuāng)置的設計計(ji)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(jian)查流量測量(liàng)範圍✔️是否處(chù)于儀表的*工(gong)作範圍（即上(shàng)限流量的 1/2～ 2/3處）。渦(wo)街流量計的(de)輸出信号是(shi)與工作狀态(tài)的體積流量(liang)成正比的，表(biao)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(bèi)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(liu)量， m3／ h；

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

流量， nf /h;

    B P-分别爲工(gong)作狀态和标(biao)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(fèn)别爲工作狀(zhuang)态和标準狀(zhuang)态下的氣體(ti)

匿縮系(xi)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(tóng)時因爲受過(guò)小的管道通(tōng)徑節流，造成(cheng)壓力 p下(xia)降，所以表計(ji)的顯示流量(liang) Q下降。

        當用戶沒(méi)有提供準确(que)的用汽量信(xin)息，或是擴大(dà)生産後😄未及(ji)時通知供汽(qi)方，就可能造(zào)成類似現象(xiàng)，尤🈲其在量程(chéng)範圍較小☁️的(de)小🛀流量用戶(hù)中更容易出(chu)現👌。此時，通過(guò)比較該流量(liàng)下的對應頻(pín)率脈沖值，就(jiù)可♉以了解實(shi)際的流量情(qíng)況。必要時需(xū)要更換适合(hé)的流量計。

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

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

      這種(zhong)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(yong)的交流電的(de)頻率來确定(dìng)。通過遠離幹(gan)擾源安裝㊙️，改(gǎi)善✂️屏蔽與接(jiē)地，排除電磁(cí)幹擾就可以(yǐ)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(dù)過高；流量計(jì)受外界振動(dong)🙇🏻幹🔞擾，産⛷️生✊假(jia)流量信号。

       如儀表安(an)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(sì)于渦街頻率(lü)的信号，被表(biǎo)😄計當做流量(liàng)顯示出來。首(shǒu)先在選擇傳(chuan)感器安裝場(chǎng)所時盡量注(zhù)意避開振動(dòng)源，對于已經(jīng)安🌈裝完成的(de)♉表計可以通(tōng)過一些辦法(fa)補救：

    -采(cai)取減震措施(shī)，如采用彈性(xing)軟管連接在(zài)小曰徑中👉，加(jia)裝管道支撐(chēng)物是種有效(xiao)的減震方法(fǎ)；

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

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

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

       故障(zhàng)原因：這是所(suo)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(wei)小的信号而(er)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(pan)式流量計，渦(wo)街流量計的(de)小流量測量(liang)能力🐕還是相(xiang)當不錯的，目(mu)前可解決的(de)辦法是：首先(xiān)在🚩給熱用戶(hu)進行❌表計選(xuǎn)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(néng)出現小流量(liang)切換值也越(yue)大；其次一些(xiē)熱用戶和供(gòng)✨熱單位協議(yì)，參考用戶🌈端(duan)的蒸汽溫度(dù)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(xiǎo)汽量統計，低(dī)于該溫度值(zhí)視爲用戶停(tíng)用，計量爲零(ling)。

     ⑤故障現(xiàn)象用戶用汽(qì)量突然變小(xiǎo)，同時壓力也(yě)同比例下降(jiàng)。

故障原(yuán)因：用戶端壓(yā)力變送器信(xin)号管堵塞或(huò)被閥門被人(ren)爲關閉。

此時可以通(tōng)過分析流量(liang)信号脈沖值(zhí)大概了解實(shi)際流量，和故(gù)障 1道理(lǐ)相似，同樣的(de)脈沖信号下(xia)，壓力變小給(gěi)了計量系🔅統(tong)一個介質比(bi)容變小的假(jia)信息，通過系(xi)統的補償計(ji)算後，總計量(liang)結果也🌍失真(zhēn)了。所以除了(le)供汽方作好(hao)日常計量檢(jiǎn)查，及時發現(xian)異常，通常還(hái)要求用戶方(fang)的表計盡量(liàng)上鎖防止人(ren)爲破壞。壓力(lì)導管與變送(song)器之間不裝(zhuāng)閥門直通也(ye)是一個辦法(fǎ)。

      (6) 故障現(xiàn)象對于無線(xiàn)電遠程管理(lǐ)的用戶，用戶(hù)端電源消失(shī)，遠🏒程系統招(zhāo)測不到，直至(zhi)電源恢複。系(xì)統招👌測不到(dao)期間表🔞計計(ji)量爲零，給供(gong)汽單位帶來(lái)損失。

       由(yóu)于熱用戶終(zhōng)端箱電源的(de)重要性，安裝(zhuang)時就要求接(jiē)入熱用戶端(duan)的zui可靠電源(yuán)，但如果用戶(hu)方用電不穩(wěn)尤其是停電(dian)後仍要進行(háng)生産的，可增(zēng)設一台大容(rong)量蓄電池，zui長(zhǎng)用電時間可(kě)達一周。

3. 結束語

       在衆多的流(liu)量計中，渦街(jiē)流量計的經(jīng)濟性較好，是(shi)一🔅種經濟實(shí)惠的流量計(jì)。渦街流量計(jì)的基本性能(néng)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(ān)裝、運行、維護(hù)費低于節流(liu)式、容積式、渦(wo)輪式等，如僅(jin)作爲控制系(xì)統檢測儀表(biǎo)可🔞采用幹校(xiao)🈲方式節省周(zhōu)期校驗費用(yong)。

        多年實(shí)踐證明，渦街(jiē)流量計的選(xuan)用選型和使(shǐ)用）是用好流(liú)量計的關鍵(jiàn)環節，儀表制(zhi)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(xing)能不錯的流(liu)量計