摘要:介紹(shào)了渦街流量計(ji) 的測量原理和(he)使用過程中出(chu)現的問題。結合(he)實際經驗，總🚶結(jie)了渦街流量計(jì)在儀表選型、設(shè)計安裝和使用(yong)過程中的注意(yi)事項,以及氣體(tǐ)流量測量時的(de)溫度壓力補償(chang)組态計算。
1渦街(jie)流量計的測量(liàng)原理
　　渦街流量(liàng)計是應用流體(ti)振蕩原理來測(ce)量流量的，流體(tǐ)在管道中經過(guo)渦街流量變送(song)器時,渦街流量(liàng)變送器中☎️設置(zhì)有旋❤️渦發生體(ti)(阻流體),在流體(tǐ)從旋🌂渦發生體(ti)兩側交替地産(chǎn)生有規則的旋(xuán)渦,這種旋渦稱(chēng)爲卡曼渦街。旋(xuán)渦列在旋‼️渦發(fa)生體⚽下遊非對(dui)稱地排列，對于(yú)确定的測量管(guan)内徑D和發生體(tǐ)迎流🍉面寬度d.流(liu)體的狀态體積(ji)流量q,與渦街的(de)旋渦✊頻率成正(zhèng)比，也🤩就是說隻(zhi)要測量出頻率(lǜ)♻️f,可知流量q,的大(dà)小，即：

　　式中Sr是斯(sī)特勞哈系數，與(yǔ)Re有關;d爲鈍體的(de)迎流向寬❤️度💃🏻;D爲(wei)管道内徑。
　　由式(shì)可看出，用渦街(jiē)流量計測量流(liu)體的體積流量(liang),主♍要是🐕通過測(cè)量旋渦頻率f來(lai)實現。而旋渦頻(pin)率隻與流速f和(hé)發生體的幾何(he)參數有關,而與(yǔ)被測流體的特(te)性和組分無關(guan)。
2渦街流量計的(de)應用
2.1渦街流量(liàng)計的選型
　　流量(liàng)儀表選型原則(ze)根據氯堿化工(gong)行業特點，首先(xian)要考慮防爆🐆性(xing)能。如本案列中(zhong)的乙炔氣體爲(wei)易燃易爆的介(jiè)質，所以選型的(de)第--步就是要考(kao)慮流量儀表的(de)防爆性能。其次(cì)是弄清工藝介(jie)質的物理和化(huà)學特性。比如:介(jie)質的溫度、壓力(lì)💚、密度、粘度、電導(dao)率;流♋量測量範(fàn)圍;充許的壓力(lì)損失;介質的腐(fu)蝕程度等等。
2.2渦(wō)街流量計的安(ān)裝要求
　　渦街流(liu)量計屬于對管(guan)道流速分布畸(ji)變、旋轉流和流(liu)動脈動等敏感(gǎn)的流量計，因此(cǐ)，對現場管道安(an)裝條件應充分(fèn)重視,嚴格遵照(zhào)使安裝規範執(zhi)行。
(1)減小振動對(duì)渦街流量計的(de)影響應該作爲(wei)渦街流量計現(xiàn)場📧安🏃🏻‍♂️裝的一個(ge)突出問題來關(guan)注，應盡量安🌈裝(zhuang)在遠離振動源(yuán)和電磁幹擾較(jiao)強的地方。
(2)渦街(jiē)流量計隻能單(dān)向測量,安裝時(shi)注意保證介質(zhì)流量方📧向⭐與流(liu)量計箭頭所示(shì)方向--緻，安裝地(di)點周圍應😘有充(chong)裕的空間，以便(biàn)安裝和維護。
(3)渦(wo)街流量計首選(xuan)安裝方式爲垂(chuí)直安裝,介質自(zì)下而上通過💘流(liu)量計。即将流量(liang)計安裝在豎直(zhi)管道上,流量方(fāng)向爲自下向⛹🏻‍♀️上(shang),本項目中所有(yǒu)渦街流量計全(quan)部垂直安裝。
(4)直(zhí)管段要求:本項(xiang)目中由于兩個(gè)流量參數的重(zhong)要性，流量🆚計全(quán)部安裝于調節(jie)閥的上遊，直管(guan)段按前20D後10D要求(qiu)完成配管。并直(zhi)管段法蘭焊接(jie)時，應卸下流量(liang)計,一定不能帶(dài)着流量計焊接(jiē)法蘭。
(5)安裝時注(zhu)意管道口徑應(ying)略大于或等于(yu)儀表的内徑，配(pèi)管應與✏️傳感器(qì)同心，同軸偏差(cha)應不小于0.5DN。使用(yong)密封🔆圈時，注意(yì)密封圈内徑應(ying)略大于或等于(yú)儀表的内徑，密(mì)封圈中心位于(yú)管道♌中心。
(6)要做(zuò)好渦街流量計(jì)的防雨工作。如(ru)果渦街流量計(jì)安♍裝在露天，就(jiu)必須加裝遮雨(yǔ)帽，防止變送器(qi)表頭進水,造成(chéng)📧電子元件故障(zhang)。
(7)連接渦街流量(liàng)計的電纜走向(xiang),應盡可能遠.離(li)強電磁場的幹(gàn)擾場合。絕對不(bú)允許與高壓電(diàn)纜一起敷設。屏(píng)蔽電纜應😍盡量(liàng)縮短，最大長度(du)不超過500m，且不得(de)盤卷，以減少分(fen)布電感。
2.3參數組(zu)态.
　　實際應用中(zhōng)，乙炔、氯氣流量(liang)配比要求非常(cháng)嚴格,一旦氯👈氣(qi)過量就可能引(yin)起裝置爆炸。爲(wei)了生産過程的(de)質量與💔安全，要(yao)求所測量的流(liú)量參數應爲20℃,101.325kPa标(biāo)準狀态下🏃‍♂️的體(tǐ)積👣流量，才可以(yǐ)實現對氣體的(de)計量與控制，故(gu)必須對氣體流(liu)量進行壓力、溫(wen)度補償。實施👣過(guo)程中渦街🥵流量(liàng)計組态爲工況(kuang)流量,4-20mADC輸出至控(kong)制系統，由HoneywellExperionPKS系統(tǒng)中FLOWCOMP模塊完成流(liu)量‼️的溫度壓力(li)補償計算，該模(mó)塊簡化了複雜(zá)的過程控制邏(luó)輯編寫與調試(shì)過程，增加了測(cè)量🧡和控制精度(dù)，提高了生産效(xiào)率。
2.3.1渦街流量計(jì)參數組态
　　過程(chéng)組态一工藝介(jiè)質(gas)、參考K系數、内(nèi)徑、PV單位(m3/h)、量程值(zhi)-URV、LRV、PV阻尼等。
2.3.2DCS系統溫(wen)度壓力補償組(zǔ)态
　　在Honeywell的DCS中有專(zhuān)用的FLOWCOMP模塊進行(háng)流量補償。此模(mó)塊可用于💰補償(cháng)溫度、壓力、比密(mì)度或分子量變(bian)化的流量測量(liàng)。被測介😘質可✌️以(yi)是氣體，蒸汽和(he)液體。原理如圖(tú)1所示。

FLOWCOMP模塊使用(yong)以下基本公式(shi)來計算補償的(de)流量值作爲其(qi)輸出。.
PV=CPV*(CF1/CF2)*F*COMPTERM
式中:PV---補償(chang)輸出;
CPV---全面比例(li)系數,缺省值爲(wèi)1;
CF1,CF2--修正系數,缺省(sheng)值爲1;
F--未補償的(de)流量;
COMPTERM----補償值。F
LOWCOMP模(mo)塊的使用取決(jué)于Compterm的形式選擇(zé)。COMPTERM有5種形式-A液體(tǐ),B氣體,蒸汽C氣💃🏻體(ti)、蒸汽(特定引力(li)),D氣體、蒸汽的體(ti)積流量,E蒸汽📐。補(bu)償輸入端引自(zì)各變量的PV輸入(ru)端。
本項目選用(yòng)公式B用實際的(de)絕對溫度和絕(jue)對壓力來進行(hang)補償，具體如下(xia):如果PVCHAR=SQUAREROOT,則

式中:P--實(shí)際壓力測量值(zhí)(表壓);
T一實際溫(wen)度測量值;
設計(jì)壓力;
RT-設計溫度(du);
P0---大氣壓，101.325kPa;
T0-溫度,273.15K。
FLOWCOMP模(mó)塊中的組态内(nèi)容如下:
PVEQN=EQB
PVCHAR=NONE
CPV=1.0
CF1=1.0
CF2=1.0
COMPHILM(補償系(xi)數.上限)=8(缺省值(zhi)爲1.25)
COMPHILM(補償系數下(xia)限)=0.8
RP=0.101325
RT=293.15
PO=0.101325
T0=273.15
　　這樣工況體(ti)積流量就可以(yi)轉換爲209C,101.325kPa标準狀(zhuang)态下的體積流(liú)量,便于計量和(hé)計量單位的統(tong)--,從而流量計💋量(liang)能✂️夠更💋加合理(lǐ),确💁保裝置的穩(wěn)定運行。
2.4常見故(gù)障處理及維護(hù)
　　渦街流量計常(cháng)見問題錯綜複(fu)雜，從設計安裝(zhuang)、參數整定、日常(chang)維護、運行環境(jing)中都存在不同(tong)程度的問題,結(jie)合多年來的維(wéi)修經驗總結來(lai)說有以下幾方(fang)面内容。
2.4.1選型安(an)裝方面的問題(ti)
　　在選型安裝任(rèn)何一台渦街流(liú)量計之前,必須(xū)考慮🏃流量計的(de)口徑、管路尺寸(cun)和安裝位置。正(zheng)确的口徑😍對于(yu)流量🍓計的性能(néng)很重要,流量計(ji)口徑選擇正确(que)在應用中就可(kě)以擴大量程,并(bing)🥰使壓力損失和(he)氣穴産生的可(kě)能性降到最小(xiǎo)。流量計安裝位(wei)置的正确選.擇(ze)，能保證⛷️得到一(yi)個清晰精确的(de)輸出信号。本項(xiàng)🏃🏻目中，流量計的(de)選型嚴格按照(zhào)8800D型渦街流量計(jì)口徑😄計算程序(xu)選擇,安裝嚴格(ge)按照渦街流量(liàng)計的安裝規範(fàn)完成安裝,爲後(hòu)期的穩定運行(hang)奠✌️定了基礎。
2.4.2與(yu)475HART手操器的通訊(xun)問題
　　475現場通訊(xun)器是渦街流量(liàng)計現場組态的(de)必備工具，在使(shi)用過程㊙️中不能(neng)與設備連接的(de)原因主要從下(xia)面兩方面考慮(lǜ):
(1)檢查回路電阻(zǔ)(250到1000歐姆),本項中(zhōng)HoneywellEPKSC300系統回路電阻(zǔ)阻值在HART通訊☔要(yào)求之間,浙大中(zhong)控的DCS系統通訊(xun)時就必須📧另串(chuàn)接250歐姆電阻。
(2)檢(jian)查變送器端電(dian)源，最小值應爲(wèi)16.
8VDC。
2.4.34-20mA輸出不正确
(1)檢(jian)查變送器端電(dian)源，最小值應爲(wèi)10.8VDC,檢查接線盒的(de)是🐅否進⭐水或者(zhě)💁腐蝕。
(2)檢查URV、LRV、密度(du)、單位、LFC等參數組(zǔ)态是否更改，如(rú)有必要更換✂️電(dian)子🔅系統。
2.4.4管道内(nèi)有流量但是流(liu)量計測量輸出(chū)錯誤
　　渦街流量(liàng)計流量測量值(zhi)輸出值存在偏(piān)差是渦街流量(liàng)計使用過程中(zhōng)的常見故障,其(qí)故障現象有可(ke)能是有流量無(wú)💔輸出🏒,或者無流(liu)量有輸出,或者(zhě)是有流量也有(you)輸出但是測量(liang)值與實際值相(xiàng)差較大等。結合(hé)多年的使用經(jīng)☁️驗，故障排除方(fāng)法主要從以下(xia)幾方面着手。
2.4.4.1基(jī)本參數設置
　　确(què)定渦街流量計(jì)在使用過程中(zhong)内部參數設置(zhì)沒有發生變化(hua)，按下列次序檢(jian)查并修改組态(tai)參數:過程組态(tài)-變送器模式、工(gong)藝介質、參考K系(xì)數、連接管道内(nei)徑、PV單🔅位、量程值(zhí)-URV.LRV,PV阻尼、自動過濾(lǜ)器調節。
2.4.4.2電子系(xì)統故障
　　渦街流(liú)量計電子系統(tǒng)故障在使用過(guo)程中并不常見(jian),在本項目34台渦(wo)街流量計多年(nian)運行過程中緊(jǐn)發生--例故障,推(tuī)薦故障排除方(fang)法:用475HART 手操器 進(jìn)行回路測試或(huò)用傳感器模拟(ni)器輸入測試信(xin)号💜,如♌有必要更(geng)換電子部件。
2.4.4.3傳(chuan)感器故障
　　壓電(dian)傳感器故障是(shi)本項目中出現(xian)的常見故障，故(gù)障原因👌爲環境(jing)腐蝕性氣體長(zhǎng)期侵蝕引起傳(chuán)感器腐蝕,導緻(zhì)信号檢測錯誤(wù),在使用過程中(zhōng)出現流量📞偏低(di)現象。如該🥵裝置(zhi)FT2201_6流量計在裝置(zhì)提量過程中發(fa)現總表流量升(sheng)高了150Nm2/h,而該流量(liang)計變化隻有10~20Nm2/h,經(jīng)檢查确認傳感(gan)器☂️故障,更換後(hou)✊運行正常。
(1)傳感(gǎn)器故障檢測方(fāng)法:查傳感器螺(luo)母.上的轉矩(32ft-lb)是(shi)否符合規範🏃‍♂️;檢(jiǎn)查傳感器同軸(zhóu)電纜是否有裂(lie)縫,如🔞有必要換(huan)一根;在工作溫(wen)度下,檢查傳感(gan)器輸入阻抗是(shi)否大于1兆歐(降(jiàng)到🧡0.5兆歐時功能(neng)會下降)。如有必(bi)要更換傳感器(qi);在SMA連🏃🏻接器處測(cè)㊙️量傳感器電容(róng)(115-700pF)。
(2)傳感器安裝注(zhu)意事項:
A、清潔密(mi)封面:傳感器上(shàng)的金屬0形圈用(yong)于密封傳感器(qì)内腔,事故時被(bei)測流體不會在(zài)腐蝕了表體後(hòu)而進入傳感🧡器(qì)内腔，不要擦傷(shāng)和損傷傳感器(qì)的任何💯部分,傳(chuán)感器内✂️腔或傳(chuán)🈚感器螺母的螺(luó)紋。損傷了這🛀🏻些(xie)部分,就要更換(huàn)整個傳感器或(huo)表體，也可能會(hui)使流量計發生(sheng)危險。如果你安(an)裝以前曾經使(shi)用過的傳感器(qi),要采用🚩下述步(bù)驟清潔傳感器(qì)上的金屬0形圈(quān)。如果你安裝的(de)傳感器是新的(de),0形🍓圈不必要進(jin)行清潔。
B、要确保(bǎo)傳感器的中心(xin)對準支架。傳感(gǎn)器中心線和流(liu)量計🌏中心線沒(mei)有對齊，在壓緊(jin)過程中傳感器(qi)将會損壞。
C、施加(jiā)力量要均勻加(jia)壓力把它按到(dào)支架上,然後将(jiāng)傳感器螺母😄旋(xuan)進傳感器内腔(qiang),用開口力矩扳(bān)手将螺母旋緊(jin)至32ft-lbs(ANSI1500的表體💜爲50ft-lbs)。必(bi)🌏須注意流量計(ji)的精确穩✏️定運(yun)行☁️要求傳感器(qi)螺母必須旋緊(jǐn)到32ft-Ibs(ANSI1500的表體爲50ft-lbs)，不(bú)要旋緊過度。
3結(jie)束語
　　渦街流量(liang)計結構簡單牢(láo)固,安裝維護方(fang)便，對于運行🧑🏽‍🤝‍🧑🏻中(zhōng)出✨現的🔴故障,隻(zhī)要在實際工作(zuò)中深入現場,仔(zai)細觀察,仔細分(fen)析,就可以發現(xian)問題并進行針(zhēn)對性的處理,從(cong)而确保流量計(jì)的精度佳、可📱靠(kao)性高，保證了裝(zhuang)置的☁️安全穩定(dìng)🔞運行，提高了單(dan)位的經濟效益(yì)。渦街流量計在(zài)該項目的❄️成功(gōng)應用值得氯堿(jiǎn)化工行業推廣(guǎng)。

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