摘要：渦輪(lún)流量計 是一(yī)種速度式流(liu)量測量儀表(biao)，因其有測量(liàng)範圍度寬😍、精(jing)度高、耐高壓(ya)、抗幹擾能力(li)強、結構緊湊(còu)、容易維修等(deng)特點，在冶金(jin)、化✌️工等㊙️行業(ye)流量測量中(zhong)得到了廣泛(fàn)的應用。通過(guò)介紹渦輪流(liu)量計的🚩結構(gou)、工作原理以(yi)及不‼️鏽鋼廠(chǎng)退火爐天然(rán)氣測量中渦(wo)輪流量計的(de)應用情況、出(chū)現的故障和(he)解決辦🏃🏻法，得(de)出使用 智能(néng)渦輪流量計(jì) 應注意的幾(ji)點事項。
　　流量(liàng)測量的方法(fa)有很多，測量(liang)儀表的種類(lèi)也是多種❓多(duo)樣。渦輪🌈流量(liàng)計是一種速(su)度式流量儀(yi)表，它的🐉精度(du)很高，一般可(ke)達👄到指示值(zhí)的0.2%～0.5%，而且在線(xian)性流量範圍(wei)内，即使流量(liang)有所🌂變化也(ye)不會降低累(lèi)計精度。此外(wài)，還具有耐高(gāo)壓、測量範圍(wéi)寬，數字信号(hào)輸出，容易維(wei)修等特點，因(yin)而得到了廣(guang)泛的應用。
1渦(wō)輪流量計的(de)結構
　　渦輪流(liú)量計在結構(gou)上主要由渦(wo)輪、軸承以及(jí)前置放大器(qi)組成。其結構(gou)如圖1所示。

　　其(qi)中渦輪是由(yóu)具有導磁性(xìng)能的不鏽鋼(gāng)材料制成🔅的(de)，裝有螺旋狀(zhuang)葉片，葉片數(shu)量根據直徑(jing)變化而不同(tóng)，2～24片不等。通常(chang)爲了使渦輪(lun)對流速變化(huà)的響應特性(xìng)好，渦輪的質(zhì)量應該盡可(ke)能的小。渦輪(lun)流量計的軸(zhou)承可分爲滾(gun)珠軸承和滑(huá)動軸承兩種(zhǒng)。滾珠軸承因(yin)材料易受👄腐(fǔ)蝕，同時在滾(gǔn)珠之間存🚶在(zai)異物時會☎️産(chan)生急劇磨損(sǔn)🔴等缺點，因此(ci)目前主要采(cai)用耐磨性能(néng)好的如🔅聚四(si)氟乙烯、石墨(mò)碳化鎢等材(cái)料做成的💞滑(huá)動軸承。前置(zhì)放大器（圖1中(zhong)的脈沖信号(hao)放大器）的💋作(zuo)用是将🌍渦輪(lún)旋轉的👅次數(shu)變換成電脈(mò)沖輸出，通㊙️常(cháng)采用的都是(shi)磁式前置放(fang)大器。
　　前置放(fàng)大器由磁電(diàn)感應轉換器(qì)與放大整形(xing)電路兩部分(fèn)組成，示意圖(tu)見圖2所示。

　　磁電轉(zhuan)換器國内一(yī)般采用磁阻(zu)式，它由永久(jiǔ)磁鋼及⛱️外🏃🏻‍♂️部(bu)纏繞的感應(ying)線圈組成。當(dāng)流體通過使(shi)葉輪🔅旋轉時(shi)，葉片在🍓永久(jiǔ)磁鋼正下方(fang)時磁阻最小(xiao)，兩葉🛀🏻片空隙(xì)在磁鋼下方(fāng)時磁阻最大(dà)，渦輪旅轉，不(bú)斷地改變磁(cí)路的磁通量(liang)，使線圈中産(chan)生變化🌈的感(gǎn)應電🌂勢，送入(rù)放大整形電(dian)路，變成脈沖(chong)信号。
2渦輪流(liú)量計的工作(zuò)原理
　　渦輪流(liu)量計是一種(zhong)速度式的流(liu)量測量儀表(biao)，其工作原理(lǐ)示意圖如圖(tu)3所示，流量測(ce)量的核心部(bù)分是渦輪流(liu)量傳感器，它(tā)主要是由葉(yè)輪和磁電感(gǎn)應線圈兩部(bù)分組成，葉輪(lun)的🈲軸心與管(guan)道中🚩心是一(yī)緻的，可以自(zi)由轉動，葉輪(lun)的葉片與流(liu)體流動方向(xiang)成一定角度(du)。因此💋，當流體(ti)流過管道時(shi)，渦輪就會在(zài)流體☎️沖擊下(xià)沿管道軸向(xiàng)旋轉，其旋轉(zhuǎn)速率會随着(zhe)流量不同而(ér)變化，流速越(yue)高，流體的動(dòng)能就越大，渦(wo)輪的♋轉☀️動速(su)度也就越快(kuai)。代表着流體(tǐ)流量大小的(de)渦輪⛱️轉速經(jīng)磁電感應放(fàng)大器轉換爲(wei)一定頻率的(de)🐅電脈🚶沖，再通(tōng)過顯示儀表(biǎo)進行積算和(hé)顯示（圖1）。

　　渦輪流量計(ji)通常是通過(guò)不同的計算(suàn)方法，可以分(fen)别❤️對瞬時流(liu)⛹🏻‍♀️量和累計流(liú)量進行顯示(shì)。而當儀表殼(ké)體内永久磁(ci)鋼産生的磁(ci)力線被旋轉(zhuǎn)的渦輪葉片(pian)切割時🙇🏻，就會(huì)引起磁感應(ying)線圈磁通量(liàng)的變化，進而(ér)磁通周期變(bian)化信号🔞經過(guo)前置放大器(qì)的放大、整形(xíng)♈，就會産生與(yǔ)流速成正比(bǐ)🚩的脈沖信号(hao)，脈沖信号經(jīng)流量積算電(dian)💞路換算後顯(xiǎn)示累積流量(liang)值，同時經頻(pin)率電流轉換(huan)電路轉換成(cheng)㊙️模拟電流量(liàng)，進而顯示瞬(shun)❤️時☀️流量值。
3渦(wō)輪流量計的(de)應用情況
　　酒(jiu)鋼不鏽鋼廠(chang)退火爐溫度(dù)控制燃燒系(xi)統中，天然氣(qì)㊙️的測量采用(yong)的是德國制(zhi)造的DE250Z100-40B型帶電(diàn)子計數器的(de)渦輪流量計(jì)，它屬于ElsterQ系列(liè)，ElsterQ系列渦輪流(liu)量計是一🐅種(zhǒng)穩定耐用和(he)精度好的是(shi)用于所需求(qiú)的工業計量(liang)儀表。同✂️時還(hái)具有自潤滑(huá)軸㊙️承，使得流(liú)量計不需要(yao)維護。該流量(liang)計配有一個(ge)電子計數器(qi)，除了能夠📱記(jì)錄實際的工(gong)況流量（Vb，m3）外，它(tā)還可以顯示(shi)瞬時流量（Qb,m3/h）以(yǐ)及某一天的(de)流量和日期(qi)。這就方便了(le)用戶很容易(yi)計算某一段(duan)時間内天然(rán)氣的用量。除(chu)此之外，該流(liu)量計還具有(yǒu)結構緊湊、流(liú)量測量範圍(wei)寬、計量精度(dù)與流體的物(wù)理的特性（如(ru)密度、溫度和(he)壓力等）無關(guān)的特點。不鏽(xiu)鋼廠退火爐(lu)天然氣測量(liàng)的範圍有兩(liǎng)種：分别是32～650m3/h和(hé)0～1000m3/h，它們各自🔞分(fen)布在不鏽鋼(gāng)熱退火和冷(leng)退火酸🔞洗線(xian)的2#爐膛的7個(ge)區上，流量計(ji)的數據接口(kǒu)輸出均符合(hé)國家标準，E200Namur輸(shu)出符合标準(zhun)DINEN50227；光接口符🏃🏻‍♂️合(hé)标準EN1434-ZVEI；M-BUS接口符(fú)合标準EN1413。
4存在(zai)的問題和解(jiě)決辦法
　　不鏽(xiu)鋼退火爐天(tian)然氣流量測(cè)量用渦輪流(liu)量計外🏃🏻觀如(rú)圖4所示，該渦(wō)輪流量計與(yu)國産渦輪流(liú)量計在結構(gòu)上有些不🔴同(tóng)，主要區⭐别是(shì)前置放大部(bu)分是由🧑🏾‍🤝‍🧑🏼機械(xiè)齒輪傳動機(ji)構實現，以及(ji)磁感應脈沖(chòng)轉換機構不(bú)同，但工作原(yuán)理都是将渦(wō)🤞輪的轉速👣轉(zhuan)換成一定頻(pín)率的脈沖信(xìn)号。該渦輪流(liú)量計的⚽使用(yong)壽命根據現(xiàn)場使用❤️和維(wei)護經驗看大(da)概是5～6年，自不(bú)鏽鋼廠2008年年(nián)底投産以來(lái)，該渦輪流量(liang)計已經全部(bu)更換過一次(ci)。通常情況下(xia)儀表運行穩(wen)定無故障🔴發(fa)生，但随着使(shǐ)用年限的增(zēng)加，也會發生(sheng)一些問題和(he)故障。常😘見的(de)問題和故障(zhàng)有兩個🏃‍♀️：一是(shì)天然氣流量(liang)正常，但💁儀表(biǎo)指示不正常(cháng)，有卡滞現象(xiàng)；二是天然氣(qi)流量無增加(jia)🧑🏾‍🤝‍🧑🏼或減少，但儀(yi)表指示值減(jiǎn)小。

　　由于該渦(wo)輪流量計的(de)整體結構是(shi)密閉封裝免(miǎn)維護的，所以(yǐ)對于以上存(cun)在問題和故(gù)障，首先檢查(chá)了連接✊線路(lù)🏃‍♀️是否♈斷路，其(qí)次是渦輪流(liú)量計的内外(wai)連💰接軸位置(zhi)是否在中心(xin)軸線上，結果(guǒ)發現渦輪轉(zhuan)盤支撐軸磨(mo)損并出現卡(ka)滞現象。經過(guò)仔細觀察和(he)研究，調整托(tuō)盤與齒輪箱(xiāng)底座間隙支(zhi)撐軸距離長(zhang)度⛷️0.5mm，同時保證(zheng)連🆚接軸與托(tuo)盤平面🐉垂直(zhi)，内外連接🛀軸(zhou)位置在中心(xin)軸線上，一是(shi)保證托盤和(hé)底座有一定(ding)間💋隙😘，不産生(sheng)摩擦卡滞🔅，二(èr)是保證連接(jiē)軸轉動靈活(huo)。這樣處理後(hou)，以上的兩個(ge)問題故障全(quan)都解決，同時(shi)經過重新比(bǐ)對校驗，使得(dé)渦輪流量計(jì)又能正常使(shi)用💛和運轉。
5結(jie)語
　　随着科學(xue)技術的不斷(duan)發展，渦輪流(liú)量計不斷向(xiang)着高精度和(hé)免🈲維護方向(xiang)發展，對于這(zhè)類流量計，通(tōng)過不鏽鋼退(tui)火爐天然氣(qì)測量渦輪流(liu)量計的長期(qī)使用維護，以(yi)及在👨‍❤️‍👨使用中(zhong)出現的故障(zhàng)和處理經驗(yàn)，得到以下結(jie)論：爲了使渦(wo)輪流量計正(zheng)常運行，一是(shì)要保障流量(liang)計安裝時嚴(yan)格按照安裝(zhuang)說明參數和(hé)條📐件精準安(ān)裝；二是要經(jīng)常檢查和定(dìng)期校驗，以保(bǎo)證流量計的(de)正确測量和(hé)計㊙️量；三是嚴(yán)格按照使用(yòng)說明書操作(zuo)和使用，以最(zui)大限度的延(yán)長🆚使用壽命(mìng)；四是出現故(gu)障時，仔細檢(jiǎn)查儀表安裝(zhuang)位置、軸承等(děng)可見部分是(shì)否與最初使(shi)用時出現一(yi)定偏🔞差，電源(yuan)線和信号線(xiàn)是否完好，流(liu)量管道是否(fǒu)堵塞等，然後(hòu)研究解決對(duì)策，排除故障(zhang)；五是爲了‼️節(jie)約成本、物盡(jìn)其⭐用，在壽命(ming)✊周期之内不(bú)要輕易給出(chu)更換流量計(jì)的👌決定。

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