渦(wo)街流量計用于(yu)蒸汽管道計量(liang)中的常見異常(chang)及處理

1. 渦(wo)街流量計的工(gong)作原理

        渦(wo)街流量計簡稱(chēng) vsD，是基于卡(ka)門渦街原理制(zhi)成的一種流體(tǐ)振蕩性流量計(jì)。即在流🈚動的流(liu)體中放置一個(ge)非流線型的對(duì)稱形狀的物體(tǐ)🎯（渦街✌️流量傳感(gǎn)器中稱之爲漩(xuán)渦發生體），就🍉會(huì)在其下流兩側(cè)産生💔兩列有規(guī)律的漩渦即卡(ka)門渦街，其漩渦(wō)頻率正比于流(liú)體速度：

    F- Stu/d    (1)

    F-渦(wo)街頻率 d--漩(xuan)渦發生體寬度(du)

    u-來流速度(dù)     S_-斯特勞哈(ha)爾數

    S_的值(zhí)與漩渦發生體(tǐ)寬度研口雷諾(nuò)數 Re有關。當(dang)雷諾數 Re<2×104情(qing)況下， S_爲變(bian)數，當 Re在 2×104__ 7X 106的範圍内， S_值基本上保(bǎo)持不變，這段範(fàn)圍爲流量計的(de)基本測㊙️量範圍(wei)。

       式 (1)表(biao)明，當 d和 S_爲定值時，漩(xuan)渦産生的頻率(lü) F與流體的(de)平均流速 u成正比，利用這(zhè)一特性制成了(le)渦街流量計。

        斯特勞哈爾(er)數爲無量綱參(can)數，它與漩渦發(fā)生體形狀及雷(lei)諾數🌐有關，圖 2所示爲圓柱(zhù)狀漩渦發生體(tǐ)的斯特勞哈爾(ěr)數與管道雷諾(nuò)數🐕的㊙️關系圖。由(yóu)圖可見，在 Re -2×lOr-- 7×1 06範圍内， Sr可(ke)視爲常數，這是(shi)儀表正常工作(zuò)範圍，

        渦街(jie)流量計輸出的(de)脈沖頻率信号(hào)不受流體物性(xing)和❓組分變化的(de)影響，即儀表系(xi)數在一定雷諾(nuò)數範圍内僅與(yu)漩渦發生體及(jí)管道的形狀尺(chǐ)寸等有關。但是(shì)作爲流量📧計在(zài)物料平衡及能(neng)源計量中需檢(jiǎn)測質量流量的(de)，這時流量計的(de)輸出信号應同(tóng)時監測體積流(liu)量和流體密度(dù)，流體物性和組(zu)分對流量🐆計量(liang)還是有直接影(ying)響的。

        渦街(jie)流量計具有以(yi)下一些特點：

    1) 輸出爲脈沖(chong)頻率，其頻率與(yǔ)被測流體的實(shí)際體積📱流量成(chéng)🛀🏻正比，它不受流(liu)體組分、密度、壓(yā)力、溫度的影響(xiǎng)；

    2) 測量範圍(wei)寬，一般範圍度(dù)可達 IQ 1以上(shang)；

    3) 度較高的(de)（與差壓式，浮子(zǐ)式流量計比較(jiao)），對于氣體一般(ban)爲測量值的（ ±1蜘 ±2%R無零(líng)點漂移；

    4) 結(jié)構簡單牢固，安(an)裝方便，維護費(fèi)較低；

    5) 應用(yòng)範圍廣泛，可适(shi)用液體、氣體和(he)蒸氣。

    6) 壓損(sun)小 (約爲孔(kǒng)闆流量計 1/4- 1/2)。

         應該看到(dao)，渦街流量計尚(shang)屬發展中的流(liu)量計，渦街流量(liàng)計自 20世紀(jì) 70年代在工(gong)業上應用以來(lái)，由幹它具有一(yi)些突出的🚶‍♀️特🐇點(dian)，受到用戶歡迎(yíng)，并得到迅速發(fa)展。像它這樣開(kai)發隻有 2哆(duō)年即己跻身通(tong)用流量計之列(lie)，在流量計中是(shì)少有的。由于應(ying)用時間短，無論(lùn)理論研究或實(shi)踐經驗都比較(jiao)薄弱，不免出✌️現(xiàn)一些問題，這是(shi)不足爲怪的。

        在蒸汽供熱(rè)計量中，由于蒸(zhēng)汽很難用其它(ta)常規方法稱量(liang)，同時蒸汽是供(gòng)熱的介質，管網(wǎng)和設備的啓停(tíng)和環境溫度💋的(de)變化都給供熱(rè)電廠或用戶帶(dài)來經濟影響，渦(wō)街流量計出現(xiàn)異常和故‼️障時(shí)，會給用戶帶來(lai)更多疑惑和🔞顧(gu)慮，了解和處理(li)好流量計出🚶‍♀️現(xian)的異常，才是解(jiě)決争議🔞的zui有效(xiao)辦法💃。

2. 常見(jian)異常及處理

    (1) 故障現象實(shí)際流量大時表(biǎo)計流量反而變(biàn)小，同時壓力明(míng)顯下降。

       故(gu)障原因：實際流(liu)量超過表計工(gōng)作上限流量，表(biǎo)計🍉與實際流💛量(liang)不匹配。

       渦(wō)街流量計的儀(yí)表口徑及規格(ge)選擇很重要，它(ta)類似于差壓流(liú)量計節流裝置(zhi)的設計計算，在(zai)進行儀📧表選擇(zé)時必須明确熱(re)用戶工作狀态(tai)的zui大、常用、zui小流(liu)量，還應檢查流(liu)量測✊量範圍是(shì)否處于儀表的(de)*工🌐作範圍（即🐪上(shàng)限流量的 1/2～ 2/3處）。渦街流(liú)量計的輸出信(xin)号是與工作狀(zhuang)态的體積👈流量(liang)⭐成正比的，表計(ji)是在标準狀态(tài)校驗的，把測到(dao)的信号流量換(huàn)算成同樣🐆爲标(biāo)準狀态下的流(liu)量方🈲爲實際流(liú)量，這被稱爲流(liú)量計的自動補(bu)償計算。

  Q黾(mian) (pTnZ. /p。 TZ)

  式中(zhōng)：

  Q-補償計算(suan)得出的實際體(ti)積流量， m3／ h；

  Q-工作狀(zhuàng)态測量到的脈(mò)沖頻率所對應(ying)的體積

流(liu)量， nf /h;

    B P-分别爲(wei)工作狀态和标(biāo)準狀态下的

壓力， Pa;

    T Tn -分(fèn)别爲工作狀态(tài)和标準狀态下(xià)的熱力

學(xue)溫度， K

    Z z-分别(bie)爲工作狀态和(he)标準狀态下的(de)氣體

匿縮(suō)系數。

       在用(yòng)戶用汽高峰時(shi)，表計可測量頻(pin)率和容積流量(liang) Q都達至上(shang)限不再上升，同(tong)時因爲受過小(xiǎo)的管道通徑❗節(jiē)流，造成壓力 p下降，所以表(biao)計的顯示流量(liàng) Q下降。

        當用戶沒有提(ti)供準确的用汽(qi)量信息，或是擴(kuò)大生産後未及(ji)時通知供汽方(fāng)，就可能造成類(lei)似現象，尤其在(zài)量程範圍較小(xiǎo)的小流量用戶(hù)中更容易出現(xian)。此時，通過比較(jiao)該流量下的對(duì)應頻率脈沖值(zhi)，就可以了解實(shí)🔞際的流量情況(kuàng)。必要時需要更(gèng)換适合的流量(liang)計。

     (2) 故障現(xiàn)象用戶停止用(yòng)汽後還有一個(gè)穩定的用汽🧑🏾‍🤝‍🧑🏼量(liàng)㊙️。

     故障原因(yīn)儀表靠近強電(diàn)設備或高頻脈(mo)沖幹擾源，受附(fu)近🔆電纜的電磁(ci)信号影響形成(cheng)假信号。

      這(zhè)種情況下，通常(chang)可以通過分析(xī)當時的假流量(liàng)信❌号的頻率，正(zhèng)好爲 5 0Hz即常(cháng)用的交流電的(de)頻率來确定。通(tōng)過遠離幹擾源(yuan)🔴安裝，改善屏蔽(bi)與接地，排除電(diàn)磁幹擾就可以(yi)得到解決。

    (3) 故障現象有不(bú)規則的異常峰(fēng)值流量出現。

       故障原因：轉(zhuan)換器靈敏度過(guo)高；流量計受外(wai)界振動幹擾，産(chǎn)🏃生假🤞流量信号(hào)。

       如儀表安(an)裝在振動的設(she)備附近或有過(guò)往車輛的路邊(biān)時，外㊙️界的振動(dong)形成一個類似(sì)于渦街頻率的(de)信号，被表計當(dang)做流量顯示出(chu)來。首先在選擇(ze)傳感器安裝場(chang)所時✨盡量注意(yì)避開振動源，對(duì)于已經安裝完(wán)成的㊙️表計可以(yǐ)通過一些辦法(fa)補救：

    -采取(qu)減震措施，如采(cai)用彈性軟管連(lian)接在小曰徑中(zhōng)，加裝🔞管道支撐(cheng)物是種有效的(de)減震方法；

    -加強信号濾波(bō)，降低放大器靈(líng)敏度，提高觸發(fa)電平的🌂方法💰。

    條件允許的(de)話還是将表計(ji)改裝，遠離振動(dòng)源。

       (4) 故障現(xian)象用戶用汽較(jiào)小時，表計顯示(shi)流量爲零。

       故障原因：這是(shi)所有流量計都(dōu)存在的小流量(liàng)切換🚶‍♀️問題，當✉️用(yòng)戶流量小到一(yī)定值時，表計己(jǐ)不能檢測到微(wei)小的🔱信号而當(dāng)作無信号計量(liàng)爲零流量，造成(chéng)計量誤差。

        相比較于孔闆(pan)式流量計，渦街(jiē)流量計的小流(liú)量測量能力還(hai)是相當不錯的(de)，目前可解決的(de)辦法是：首先在(zai)給熱用戶進行(hang)表計選型時要(yao)盡量選擇合适(shì)的口徑，尤其不(bú)能過大♊，口徑越(yuè)大所可能出現(xian)小流量切換值(zhi)也越大；其次一(yī)些熱用戶和供(gong)熱單位協🚶議，參(cān)考用戶端的蒸(zheng)汽溫🙇🏻度來判斷(duàn)用戶是否用汽(qì)，如果在一定溫(wēn)⁉️度值以上按用(yòng)戶表計zui小汽量(liang)統計，低于該溫(wen)度值視爲用戶(hù)停用，計量🌈爲零(líng)。

     ⑤故障現象(xiang)用戶用汽量突(tu)然變小，同時壓(ya)力也同比例下(xia)降。

故障原(yuan)因：用戶端壓力(lì)變送器信号管(guǎn)堵塞或被閥🌍門(mén)被人爲關閉。

此時可以通(tōng)過分析流量信(xin)号脈沖值大概(gài)了解實🌈際流量(liàng)，和故障 1道(dào)理相似，同樣的(de)脈沖信号下，壓(ya)力變小給了計(jì)量系統一個介(jie)質比容變小的(de)假信息，通過系(xi)統的補償計算(suàn)後，總計量結果(guo)也失真了。所以(yǐ)除了供汽方作(zuo)好日常計量🚩檢(jiǎn)查，及時發現🈲異(yì)常，通常還要求(qiu)用戶方的表計(ji)盡量上🐅鎖防止(zhi)人爲破壞。壓力(lì)導管與🌏變送器(qì)之間🐇不裝閥門(men)直通也是一個(ge)辦法。

      (6) 故障(zhàng)現象對于無線(xiàn)電遠程管理的(de)用戶，用戶端電(dian)源消失，遠程系(xì)統招測不到，直(zhí)至電源恢複。系(xi)統招測不到期(qī)間表計計😍量爲(wei)🥰零，給供汽單位(wèi)帶來損失。

       由于熱用戶終(zhong)端箱電源的重(zhong)要性，安裝時就(jiù)要求接❄️入熱用(yòng)戶㊙️端的zui可靠電(diàn)源，但如果用戶(hu)方用電不穩尤(you)其是停電後仍(réng)♉要進♈行生産的(de)，可增設一台大(da)容量蓄電池，zui長(zhang)用電時間可達(da)📧一周。

3. 結束(shù)語

       在衆多(duo)的流量計中，渦(wō)街流量計的經(jing)濟性較好，是🔴一(yī)種經濟實🏃惠的(de)流量計。渦街流(liu)量計的基本性(xìng)能✏️處于中等偏(pian)上🔆水平，購置🐉費(fei)低于質量式、電(diàn)磁式、容積式等(děng)，而安裝、運行、維(wéi)護費低☔于節流(liú)式、容積式、渦輪(lún)式等，如僅作爲(wei)控🌈制系統檢測(cè)儀表可采用幹(gan)校方式節省周(zhōu)✌️期校驗費用。

        多年實踐證(zheng)明，渦街流量計(ji)的選用選型和(he)使用）是用好流(liú)量計的關鍵環(huán)節，儀表制造廠(chang)應加強售前服(fú)務，即幫助用戶(hù)選型，并在安裝(zhuang)投用上給予指(zhǐ)導。隻要抓住這(zhe)一環節，該流量(liàng)計不失爲一種(zhong)性能不錯的流(liu)量計