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        渦街流量計的安裝與使用

        2013-03-04 04:43:26史曉軍田廣霽
        化工進(jìn)展 2013年1期
        關(guān)鍵詞:渦街阜新直管

        史曉軍,田廣霽

        (1 遼寧大唐國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[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),有滿管式渦街流量計和插入式渦街流量計兩種。滿管式渦街流量計適用于小管徑高流速流體,插入式渦街流量計適用于大管徑低流速流體。渦街流量計流體自然振蕩的測量原理決定了其所在管道振動、周圍工頻干擾、直管段不足等施工安裝問題,都將影響到渦街流量計的測量,甚至產(chǎn)生非常大的偏差,這在新建的項目中經(jīng)常出現(xiàn)。大唐阜新煤制天然氣項目加壓氣化、酚回收、甲烷化裝置等設(shè)計采用了112臺套渦街流量計,為確保渦街流量計的正確使用,必須采取相應(yīng)的抗干擾措施,切實做好流量計的施工安裝。

        1 渦街流量計的工作原理

        渦街流量計又稱卡門旋渦流量計,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[2]。當(dāng)流體以足夠大的流速流過垂直于流體流向的物體時,若該物體的尺寸適當(dāng),就會在物體的后面沿兩條平行直線上產(chǎn)生整齊排列且轉(zhuǎn)向相反的渦列。渦列的個數(shù),即渦街的頻率與流體的流速成正比,如式 (1)所示。

        圖1 渦街流量計的工作原理圖

        2 渦街流量計安裝注意事項

        2.1 渦街流量計安裝方式的選擇

        渦街流量計既可安裝在水平管道上,也可安裝在垂直管道上。因為渦街流量計是一種速度式流量計,要實現(xiàn)準(zhǔn)確測量,必須注意保證滿管測量,故在水平管道上安裝渦街流量計,一般應(yīng)選擇安裝在管道的最低處,安裝在垂直管道時,流體的流向應(yīng)自下而上。

        2.2 渦街流量計直管段要求

        渦街流量計的安裝對其前后直管段的要求是非??量痰?,流量計上游要保證有10 D~35 D的直管段 (D為管道直徑),流量計下游直管段應(yīng)不小于5 D,上游直管段長短視上游有無直角彎、擴(kuò)大管、縮徑管而定。特別注意,在直管段滿足要求的情況下,流量計應(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上下游節(jié)流件所造成的紊流不致影響到流量計測量精度。

        2.3 渦街流量計安裝位置的選擇

        (1)管道的強(qiáng)烈震動會對渦街流量計的測量產(chǎn)生一定的影響,故在選擇渦街流量計安裝位置時,應(yīng)盡量避免安裝在有強(qiáng)烈震動的管道上,以免影響測量精度。當(dāng)管道有震動時,必須采取減震措施。

        (2)工頻干擾信號存在也會對渦街流量計的測量產(chǎn)生非常大的影響,工頻信號會疊加到測量信號中去。故渦街流量計盡量避免安裝在大功率電動機(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,信號的傳輸方式采用直流信號等措施消除工頻干擾。

        (3)渦街流量計漩渦發(fā)生體的迎流面必須正對著流體流動方向,安裝時應(yīng)特別注意,否則會產(chǎn)生非常大的偏差。

        (4)在渦街流量計帶有流量調(diào)節(jié)的系統(tǒng)中,渦街流量計即使?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)生的射流會對渦街流量計的測量產(chǎn)生影響,會出現(xiàn)閥門開小,流量反而增大的現(xiàn)象。

        3 渦街流量計使用注意事項

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

        (2)渦街流量計漩渦發(fā)生體長時間使用,發(fā)生體表面會沾污,影響其測量精度,故應(yīng)定期將渦街流量計發(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。等到收拾包袱的時候,他對著那個厚實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的零點,對于插入式渦街流量計檢查儀表零點非常方便,只需將渦街流量傳感器旋轉(zhuǎn)90°即可,零點偏離較大時進(jìn)行調(diào)零。

        4 常見故障診斷與排除

        根據(jù)以往渦街流量計的使用和維護(hù),對渦街流量計經(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,歸納如下。

        4.1 故障現(xiàn)象:管道內(nèi)有流量,渦街流量計無信號輸出

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

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

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

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

        (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對工藝管線進(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 流量計附近有大功率的電動機(jī)或比較強(qiáng)的電場。

        (2)故障排除 加強(qiáng)對信號線的屏蔽處理,并將原脈沖信號改為標(biāo)準(zhǔn)電流信號。

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

        (1)原因分析 ①用示波器檢查輸出信號是漏脈沖,還是多脈沖,前者說明增益過?。缓笳哒f明增益過大;②流量計安裝不正確,流場產(chǎn)生振動。

        (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)流量時流量與閥門的開度成反比。

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

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

        5 結(jié) 語

        在工藝介質(zhì)流量的測量中,渦街流量計相對于孔板和其它的流量計來說,具有其獨特的優(yōu)點,尤其是對于大口徑流量的測量或計量更顯其優(yōu)勢。實踐表明,在正確安裝渦街流量計的前提下,只要對其進(jìn)行精心的維護(hù)維修,渦街流量計是能夠準(zhǔn)確測量流量的。

        [1] 何慰祖.現(xiàn)代化工檢測儀表 [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,樂嘉華.化工檢測技術(shù)及顯示儀表 [M].杭州:浙江大學(xué)出版社,2005:87-88.

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