渦街流量計(ji)用于蒸汽管道計(ji)量中的常見異常(cháng)及處理

1. 渦街(jie)流量計的工作原(yuán)理

        渦街流量(liàng)計簡稱 vsD，是基(jī)于卡門渦街原理(lǐ)制成的一種流體(tǐ)振蕩性流量❄️計。即(ji)在流動的流體中(zhōng)放置一個非流線(xiàn)型的對稱形🐉狀的(de)♌物體（渦街流量傳(chuán)感器中稱之爲漩(xuan)渦發生體），就會在(zai)其下流兩側産生(sheng)兩列有📧規律的漩(xuán)渦即卡門渦街，其(qi)漩渦頻率正比于(yu)流體速度：

    F- Stu/d    (1)

    F-渦(wo)街頻率 d--漩渦(wo)發生體寬度

    u-來流速度     S_-斯(si)特勞哈爾數

    S_的值與漩渦發生(sheng)體寬度研口雷諾(nuò)數 Re有關。當雷(lei)諾數 Re<2×104情況下(xià)， S_爲變數，當 Re在 2×104__ 7X 106的範圍(wei)内， S_值基本上(shàng)保持不變，這段範(fàn)圍爲流量計的基(jī)本測量範圍🌈。

       式 (1)表明，當 d和 S_爲定值(zhí)時，漩渦産生的頻(pin)率 F與流體的(de)平均流速 u成(cheng)正比，利用這一特(te)性制成了渦街流(liu)量計。

        斯特勞(láo)哈爾數爲無量綱(gāng)參數，它與漩渦發(fa)生體形狀及雷諾(nuo)數有關，圖 2所(suo)示爲圓柱狀漩渦(wo)發生體的斯特勞(lao)哈爾數與管道雷(léi)諾數的關系圖。由(yóu)圖可見，在 Re -2×lOr-- 7×1 06範(fan)圍内， Sr可視爲(wèi)常數，這是儀表正(zheng)常工作範圍，

        渦街流量計輸出(chū)的脈沖頻率信号(hao)不受流體物性和(he)組分變化的影響(xiǎng)，即儀表系數在一(yi)定雷諾數範✂️圍内(nei)僅與漩渦🌈發生體(ti)及管道的形狀尺(chi)寸等有關。但是作(zuo)爲流量計在物✨料(liao)平衡⭐及能源計量(liàng)中需檢測質量流(liú)量的，這時流量計(jì)的輸出信号應同(tong)時監測體積流量(liang)👉和流體密度，流體(ti)物性和組分對流(liú)量計量還是有直(zhi)接影響的。

        渦(wo)街流量計具有以(yi)下一些特點：

    1) 輸出爲脈沖頻率(lǜ)，其頻率與被測流(liu)體的實際體積流(liú)量成正比⁉️，它不受(shòu)流體組分、密度、壓(ya)力、溫度的影響；

    2) 測量範圍寬，一(yī)般範圍度可達 IQ 1以上；

    3) 度較(jiao)高的（與差壓式，浮(fu)子式流量計比較(jiao)），對于氣體一㊙️般爲(wei)測量值的（ ±1蜘(zhī) ±2%R無零點漂移(yí)；

    4) 結構簡單牢(láo)固，安裝方便，維護(hù)費較低；

    5) 應用(yòng)範圍廣泛，可适用(yòng)液體、氣體和蒸氣(qì)。

    6) 壓損小 (約爲孔闆流量計(jì) 1/4- 1/2)。

         應該看(kàn)到，渦街流量計尚(shàng)屬發展中的流量(liàng)計，渦街流量計🈲自(zì)💔 20世紀 70年(nian)代在工業上應用(yòng)以來，由幹它具有(yǒu)一些突出的特點(dian)👣，受🈚到用戶歡迎，并(bing)得到迅速發展。像(xiang)它這樣開發隻‼️有(yǒu) 2哆年即己跻(ji)身通用流量計之(zhi)列，在流量計中是(shì)少有的。由于應用(yòng)時間短，無論理論(lùn)研究或實踐經驗(yàn)都比較薄弱，不免(mian)出現一些問題，這(zhè)是不足爲怪的。

        在蒸汽供熱計(ji)量中，由于蒸汽很(hen)難用其它常規方(fāng)法稱量，同時蒸汽(qì)是供熱的介質，管(guan)網和設備的啓停(ting)和❌環境溫度💯的變(biàn)⭐化都給供熱電廠(chǎng)或用戶帶來經濟(jì)影響，渦街流量計(jì)出現異常和故障(zhàng)時，會給用戶帶來(lai)更多疑惑和顧慮(lǜ)，了解和處理好流(liu)量計出現的異常(cháng)，才🔆是解決争議的(de)zui有效辦法。

2. 常(cháng)見異常及處理

    (1) 故障現象實際(jì)流量大時表計流(liú)量反而變小，同時(shi)壓力🐅明顯下降。

       故障原因：實際(jì)流量超過表計工(gong)作上限流量，表計(ji)💔與實際流量不匹(pǐ)配。

       渦街流量(liàng)計的儀表口徑及(jí)規格選擇很重要(yào)，它類似于🤟差壓⚽流(liu)量計節流裝置的(de)設計計算，在進行(háng)儀表選👨‍❤️‍👨擇時必須(xū)明确熱用戶工作(zuo)狀态的zui大、常用、zui小(xiao)流量，還❓應檢查流(liu)量測🈲量範圍是否(fǒu)處于儀表的*工作(zuò)範圍（即上限流量(liang)🤩的 1/2～ 2/3處）。渦(wo)街流量計的輸出(chū)信号是與工作狀(zhuàng)态的體積流量成(cheng)💰正比的，表計是在(zài)标準狀态校驗的(de)，把測到的信号流(liú)量換算成同樣🔅爲(wei)标準狀态下的流(liú)量方🌈爲實際流量(liang)，這💛被稱爲流量計(jì)的自動補償計算(suàn)。

  Q黾 (pTnZ. /p。 TZ)

  式中：

  Q-補償計(jì)算得出的實際體(tǐ)積流量， m3／ h；

  Q-工作狀态測(ce)量到的脈沖頻率(lǜ)所對應的體積

流量， nf /h;

    B P-分别(bié)爲工作狀态和标(biao)準狀态下的

壓力， Pa;

    T Tn -分别爲(wèi)工作狀态和标準(zhun)狀态下的熱力

學溫度， K

    Z z-分(fèn)别爲工作狀态和(he)标準狀态下的氣(qì)體

匿縮系數(shù)。

       在用戶用汽(qì)高峰時，表計可測(ce)量頻率和容積流(liu)量 Q都達至上(shang)限不再上升，同時(shi)因爲受過小的管(guan)道通徑節✉️流，造成(chéng)壓力 p下降，所(suǒ)以表計的顯示流(liu)量 Q下降。

        當用戶沒有提供(gòng)準确的用汽量信(xin)息，或是擴大生✨産(chan)後未💋及⚽時通知供(gong)汽方，就可能造成(chéng)類似現象，尤其在(zai)量程範圍較小的(de)小流量用戶中更(gèng)容易出現。此時，通(tong)過比較該流量下(xià)的對應頻率脈沖(chòng)值，就可以了解實(shí)🙇‍♀️際的流量情況。必(bi)要時需要更換适(shi)合的流量計。

     (2) 故障現象用戶停(tíng)止用汽後還有一(yi)個穩定的用汽量(liàng)。

     故障原因儀(yí)表靠近強電設備(bei)或高頻脈沖幹擾(rǎo)源，受附近電纜的(de)電磁信号影響形(xing)成假信号。

      這(zhe)種情況下，通常可(ke)以通過分析當時(shí)的假流量信号🌈的(de)頻率，正好爲 5 0Hz即常用的交流電(dian)的頻率來确定。通(tōng)過遠離幹擾源安(ān)裝，改善屏蔽與接(jie)地，排除電磁幹擾(rǎo)就可以得到解決(jue)。

    (3) 故障現象有(you)不規則的異常峰(feng)值流量出現。

       故障原因：轉換器(qi)靈敏度過高；流量(liang)計受外界振動🧑🏽‍🤝‍🧑🏻幹(gàn)擾，産生假流量信(xin)号。

       如儀表安(ān)裝在振動的設備(bei)附近或有過往車(che)輛的路邊時，外界(jiè)的振動形成一個(ge)類似于渦街頻率(lǜ)的信号，被表計當(dang)做流量顯示出來(lai)。首先在選擇傳感(gan)器安裝場所時盡(jin)量注意避開振動(dòng)源，對于已經安裝(zhuang)完成的表計可以(yi)💔通過一些辦法補(bu)救🚩：

    -采取減震(zhen)措施，如采用彈性(xìng)軟管連接在小曰(yuē)徑中，加裝管🈚道㊙️支(zhi)撐物是種有效的(de)減震方法；

    -加(jiā)強信号濾波，降低(di)放大器靈敏度，提(ti)高觸發電平的方(fāng)法。

    條件允許(xǔ)的話還是将表計(jì)改裝，遠離振動源(yuan)。

       (4) 故障現象用(yòng)戶用汽較小時，表(biao)計顯示流量爲零(ling)。

       故障原因：這(zhè)是所有流量計都(dou)存在的小流量切(qie)換問題，當👈用戶流(liú)量小到一定值時(shi)，表計己不能檢測(cè)到微小的信号而(ér)當作無信号計量(liang)爲零流量，造成計(ji)量誤🌈差。

        相比(bi)較于孔闆式流量(liàng)計，渦街流量計的(de)小流量測量能力(li)🤩還是相當不錯的(de)，目前可解決的辦(ban)法是：首先在給熱(re)用戶進行表計選(xuǎn)型時要盡量選擇(ze)合适的口徑，尤其(qí)不能過大，口徑越(yue)大所可能出現小(xiǎo)流量切換值也越(yuè)大；其次一些熱用(yòng)戶和供熱單位協(xie)🙇🏻議，參考用戶端的(de)蒸汽溫👉度來判斷(duàn)用戶是否用汽，如(rú)果在一定溫度值(zhi)以上按用戶表計(ji)zui小汽量統計，低于(yu)該溫♉度值視爲用(yong)戶停用，計量爲零(líng)。

     ⑤故障現象用(yong)戶用汽量突然變(biàn)小，同時壓力也同(tóng)比例下降。

故(gù)障原因：用戶端壓(yā)力變送器信号管(guan)堵塞或被閥門被(bèi)🌍人✌️爲關閉。

此(ci)時可以通過分析(xi)流量信号脈沖值(zhí)大概了解實㊙️際🌈流(liú)📞量🎯，和故障 1道(dao)理相似，同樣的脈(mò)沖信号下，壓力變(bian)小給了計量系👅統(tǒng)一個介質比容變(bian)小的假信息，通過(guò)系統的補償計算(suàn)後🔱，總計量結果也(yě)失真了。所以除了(le)供汽方作好日常(chang)計量檢查，及時發(fa)現異常，通常還要(yào)求用戶方的表🌈計(ji)盡量上♊鎖防止人(rén)爲破壞。壓力導管(guǎn)與變送器之間💔不(bú)裝閥門直🔞通也是(shì)一個辦法。

      (6) 故(gù)障現象對于無線(xian)電遠程管理的用(yòng)戶，用戶端電源消(xiāo)失，遠⚽程系統招測(ce)不到，直至電源恢(hui)複。系統招測不到(dao)期間表計計量爲(wei)🏃🏻‍♂️零，給供汽單位帶(dai)來損失。

       由于(yú)熱用戶終端箱電(diàn)源的重要性，安裝(zhuang)時就要求接入熱(re)用戶端的zui可靠電(diàn)源，但如果用戶方(fāng)用電不穩尤其是(shi)停電後仍要進行(hang)生産的，可增設一(yi)台大容量蓄電池(chi)，zui長用電時間可達(da)💔一周。

3. 結束語(yǔ)

       在衆多的流(liu)量計中，渦街流量(liang)計的經濟性較好(hǎo)，是一種經濟實惠(huì)的流量計。渦街流(liú)量計的基本性能(neng)處于中等偏上水(shuǐ)平，購置費低于質(zhì)量式、電磁式、容積(ji)式等，而安裝、運行(hang)、維護費低于節流(liú)式、容積式、渦🧑🏽‍🤝‍🧑🏻輪式(shì)等，如🈲僅作爲控制(zhi)系統檢測儀表可(ke)采用幹校方式節(jiē)省周㊙️期校驗費用(yòng)。

        多年實踐證(zhèng)明，渦街流量計的(de)選用選型和使用(yong)）是用好流量計的(de)關鍵環節，儀表制(zhi)造廠應加強售前(qian)服務，即幫助用戶(hù)選型，并在安裝投(tou)用上給予指導。隻(zhi)要抓住這一環節(jiē)，該流量計不失爲(wei)一種性能不錯的(de)流量計