史曉軍，田廣霽

（1 遼寧大唐國(guó)際阜新煤制天然氣有限責(zé)任公司，遼寧阜新123000；2 遼寧省煤制天然氣工程技術(shù)研究中心，遼寧阜新123000；3 遼寧省煤制天然氣工程研究中心，遼寧阜新123000；4 遼寧大唐國(guó)際阜新煤制天然氣有限責(zé)任公司企業(yè)博士后科研基地，遼寧阜新123000）

渦街流量計(jì)［1］普遍應(yīng)用于化工、電力企業(yè)的供水、供氣和循環(huán)冷卻水系統(tǒng)，有滿(mǎn)管式渦街流量計(jì)和插入式渦街流量計(jì)兩種。滿(mǎn)管式渦街流量計(jì)適用于小管徑高流速流體，插入式渦街流量計(jì)適用于大管徑低流速流體。渦街流量計(jì)流體自然振蕩的測(cè)量原理決定了其所在管道振動(dòng)、周?chē)ゎl干擾、直管段不足等施工安裝問(wèn)題，都將影響到渦街流量計(jì)的測(cè)量，甚至產(chǎn)生非常大的偏差，這在新建的項(xiàng)目中經(jīng)常出現(xiàn)。大唐阜新煤制天然氣項(xiàng)目加壓氣化、酚回收、甲烷化裝置等設(shè)計(jì)采用了112臺(tái)套渦街流量計(jì)，為確保渦街流量計(jì)的正確使用，必須采取相應(yīng)的抗干擾措施，切實(shí)做好流量計(jì)的施工安裝。

1 渦街流量計(jì)的工作原理

渦街流量計(jì)又稱(chēng)卡門(mén)旋渦流量計(jì)，其工作原理如圖1，是利用流體自然振蕩的原理制成的一種分離型流量計(jì)［2］。當(dāng)流體以足夠大的流速流過(guò)垂直于流體流向的物體時(shí)，若該物體的尺寸適當(dāng)，就會(huì)在物體的后面沿兩條平行直線(xiàn)上產(chǎn)生整齊排列且轉(zhuǎn)向相反的渦列。渦列的個(gè)數(shù)，即渦街的頻率與流體的流速成正比，如式 （1）所示。

圖1 渦街流量計(jì)的工作原理圖

2 渦街流量計(jì)安裝注意事項(xiàng)

2.1 渦街流量計(jì)安裝方式的選擇

渦街流量計(jì)既可安裝在水平管道上，也可安裝在垂直管道上。因?yàn)闇u街流量計(jì)是一種速度式流量計(jì)，要實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確測(cè)量，必須注意保證滿(mǎn)管測(cè)量，故在水平管道上安裝渦街流量計(jì)，一般應(yīng)選擇安裝在管道的最低處，安裝在垂直管道時(shí)，流體的流向應(yīng)自下而上。

2.2 渦街流量計(jì)直管段要求

渦街流量計(jì)的安裝對(duì)其前后直管段的要求是非常苛刻的，流量計(jì)上游要保證有10 D～35 D的直管段 （D為管道直徑），流量計(jì)下游直管段應(yīng)不小于5 D，上游直管段長(zhǎng)短視上游有無(wú)直角彎、擴(kuò)大管、縮徑管而定。特別注意，在直管段滿(mǎn)足要求的情況下，流量計(jì)應(yīng)盡量選擇安裝在前后直管段盡量大的管道位置處，這樣能夠保證流量計(jì)上下游節(jié)流件所造成的紊流不致影響到流量計(jì)測(cè)量精度。

2.3 渦街流量計(jì)安裝位置的選擇

（1）管道的強(qiáng)烈震動(dòng)會(huì)對(duì)渦街流量計(jì)的測(cè)量產(chǎn)生一定的影響，故在選擇渦街流量計(jì)安裝位置時(shí)，應(yīng)盡量避免安裝在有強(qiáng)烈震動(dòng)的管道上，以免影響測(cè)量精度。當(dāng)管道有震動(dòng)時(shí)，必須采取減震措施。

（2）工頻干擾信號(hào)存在也會(huì)對(duì)渦街流量計(jì)的測(cè)量產(chǎn)生非常大的影響，工頻信號(hào)會(huì)疊加到測(cè)量信號(hào)中去。故渦街流量計(jì)盡量避免安裝在大功率電動(dòng)機(jī)等存在的環(huán)境里，在此環(huán)境下，必須采取做好儀表接地，選用屏蔽電纜，信號(hào)的傳輸方式采用直流信號(hào)等措施消除工頻干擾。

（3）渦街流量計(jì)漩渦發(fā)生體的迎流面必須正對(duì)著流體流動(dòng)方向，安裝時(shí)應(yīng)特別注意，否則會(huì)產(chǎn)生非常大的偏差。

（4）在渦街流量計(jì)帶有流量調(diào)節(jié)的系統(tǒng)中，渦街流量計(jì)即使?jié)M足直管段要求，也必須安裝在調(diào)節(jié)閥前。否則調(diào)節(jié)閥產(chǎn)生的射流會(huì)對(duì)渦街流量計(jì)的測(cè)量產(chǎn)生影響，會(huì)出現(xiàn)閥門(mén)開(kāi)小，流量反而增大的現(xiàn)象。

3 渦街流量計(jì)使用注意事項(xiàng)

（1）隔爆［3］型渦街流量計(jì)，絕對(duì)不能在通電狀態(tài)下爆炸危險(xiǎn)界區(qū)內(nèi)打開(kāi)儀表設(shè)備外殼，否則會(huì)產(chǎn)生非安全火花，有現(xiàn)場(chǎng)發(fā)生爆炸的危險(xiǎn)。在檢修時(shí)要注意保護(hù)流量計(jì)外殼，尤其是隔爆接合面不能受損傷，否則影響其防爆性能。

（2）渦街流量計(jì)漩渦發(fā)生體長(zhǎng)時(shí)間使用，發(fā)生體表面會(huì)沾污，影響其測(cè)量精度，故應(yīng)定期將渦街流量計(jì)發(fā)生體從管道中取出，用酒精或汽油進(jìn)行清洗。

他把撕剩的那條毯子扯成一條條的，裹好那雙鮮血淋淋的腳。同時(shí)把受傷的腳腕子重新捆緊，為這一天的旅行做好準(zhǔn)備。等到收拾包袱的時(shí)候，他對(duì)著那個(gè)厚實(shí)的鹿皮口袋想了很久，但最后還是把它隨身帶著。

（3）應(yīng)定期檢查渦街流量計(jì)的零點(diǎn)，對(duì)于插入式渦街流量計(jì)檢查儀表零點(diǎn)非常方便，只需將渦街流量傳感器旋轉(zhuǎn)90°即可，零點(diǎn)偏離較大時(shí)進(jìn)行調(diào)零。

4 常見(jiàn)故障診斷與排除

根據(jù)以往渦街流量計(jì)的使用和維護(hù)，對(duì)渦街流量計(jì)經(jīng)常出現(xiàn)的一些故障現(xiàn)象和分析、排除故障的方法進(jìn)行分類(lèi)，歸納如下。

4.1 故障現(xiàn)象：管道內(nèi)有流量，渦街流量計(jì)無(wú)信號(hào)輸出

（1）原因分析 ①渦街流量計(jì)供電不正確；②渦街流量計(jì)放大板接線(xiàn)有虛連或斷線(xiàn)；③放大器損壞。

（2）故障排除 ①檢查接線(xiàn)是否正確，供電是否正常；②處理好渦街流量計(jì)的放大板接線(xiàn)虛連或斷線(xiàn)；③更換放大器。

4.2 故障現(xiàn)象：管道內(nèi)無(wú)流量，但傳感器有信號(hào)輸出

（1）原因分析 ①接地不良，引入干擾；②管道震動(dòng)較大；③傳感器增益過(guò)大。

（2）故障排除 ①檢查接地電阻，應(yīng)不大于10Ω，否則處理接地；②對(duì)工藝管線(xiàn)進(jìn)行減震處理；③調(diào)整增益電位器至合適值。

4.3 故障現(xiàn)象：管道內(nèi)有正常流量，但傳感器輸出頻率為50 Hz

（1）原因分析 流量計(jì)附近有大功率的電動(dòng)機(jī)或比較強(qiáng)的電場(chǎng)。

（2）故障排除 加強(qiáng)對(duì)信號(hào)線(xiàn)的屏蔽處理，并將原脈沖信號(hào)改為標(biāo)準(zhǔn)電流信號(hào)。

4.4 故障現(xiàn)象：正常流量時(shí)傳感器輸出信號(hào)不穩(wěn)定

（1）原因分析 ①用示波器檢查輸出信號(hào)是漏脈沖，還是多脈沖，前者說(shuō)明增益過(guò)??；后者說(shuō)明增益過(guò)大；②流量計(jì)安裝不正確，流場(chǎng)產(chǎn)生振動(dòng)。

（2）故障排除 ①調(diào)整增益電位器至合適的值；②按照流量計(jì)前后直管段的要求進(jìn)行安裝。

4.5 故障現(xiàn)象：在調(diào)節(jié)流量時(shí)流量與閥門(mén)的開(kāi)度成反比。

（1）原因分析 調(diào)節(jié)閥安裝在流量計(jì)的前面，在小流量時(shí)產(chǎn)生射流。

（2）故障排除 進(jìn)行改造將調(diào)節(jié)閥安裝在流量計(jì)的后面。

5 結(jié) 語(yǔ)

在工藝介質(zhì)流量的測(cè)量中，渦街流量計(jì)相對(duì)于孔板和其它的流量計(jì)來(lái)說(shuō)，具有其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，尤其是對(duì)于大口徑流量的測(cè)量或計(jì)量更顯其優(yōu)勢(shì)。實(shí)踐表明，在正確安裝渦街流量計(jì)的前提下，只要對(duì)其進(jìn)行精心的維護(hù)維修，渦街流量計(jì)是能夠準(zhǔn)確測(cè)量流量的。

［1］ 何慰祖.現(xiàn)代化工檢測(cè)儀表 ［M］.南京：東南大學(xué)出版社，1993：30－33.

［2］ 朱炳興，王森.儀表工試題集 ［M］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2002：57－58.

［3］ 杜維，樂(lè)嘉華.化工檢測(cè)技術(shù)及顯示儀表 ［M］.杭州：浙江大學(xué)出版社，2005：87－88.