楊蕾 董兆雄 楊明

（1.中國原子能科學研究院，北京 102400；2.中核核電運行管理有限公司，浙江海鹽 314300；3.中核蘭州鈾濃縮有限公司，甘肅蘭州 730065）

1.問題現(xiàn)狀

水循環(huán)系統(tǒng)中，用于給水動力的離心泵流量為138m3/h，揚程為26m，系統(tǒng)正常運行時，管道壓力為0.22MPa，用水設備工作正常，無水流過低報警，但管道中的渦街流量計一直顯示為0m3/h，無任何變化。

2.渦街流量計工作原理

渦街流量計是由旋渦發(fā)生體、檢測探頭及相應的電子線路等組成。當流體流經(jīng)旋渦發(fā)生體時，它的兩側(cè)就形成了交替變化的兩排旋渦，這種旋渦被稱為卡門旋渦[1]，如圖1所示。斯特羅哈在卡門渦街理論的基礎上又提出了卡門渦街的頻率與流體的流速成正比，并給出了頻率與流速的關(guān)系是 ：f=St×V/d[2]。

圖1 渦街流量計工作原理示意圖

式中：f—渦街發(fā)生頻率（Hz）；V—旋渦發(fā)生體兩側(cè)的平均流速（m/s）；St—斯特羅哈系數(shù)（一定雷諾數(shù)范圍內(nèi)為常數(shù)）；d—旋渦發(fā)生體迎流面寬度（m）。

這些交替變化的旋渦就形成了一系列交替變化的流體升力，該升力作用在基于壓電效應的檢測探頭上，便產(chǎn)生一系列交變電荷信號，經(jīng)過前置放大器轉(zhuǎn)換、整形、放大處理后，輸出與旋渦脫落頻率相同且與流速成正比的脈沖信號。

3.原因分析及排查

針對流量計顯示為0進行分析，可能存在以下八種原因，下面進行一一分析排查。

3.1 流量計安裝的方向水流方向不一致

根據(jù)流量計工作原理，安裝時需將流量計的方向與水流方向一致，流量計才能正常使用。

打開現(xiàn)場流量計外部包裹物，最終查看并確認流量計的安裝方向與水流方向一致，因此該項原因排除。

3.2 DC24v電源接線不可靠

電源線可能存在虛接搭接，致使供電電源不穩(wěn)定。檢查流量計電源是否正常，接線是否正確、可靠，以保證流量計的電源輸入正常，將萬用表打到直流電壓檔，檢測流量計接線端電源為DC24v正確，且接線無誤，因此電源這項原因排除。

3.3 管道內(nèi)有大量空氣或其他雜物

管道中若存在大量空氣或其他雜物，會導致流量計渦旋發(fā)生體檢測不到水流或被堵塞，從而影響流量計的正常檢測。在管道最高點打開排氣閥，排空管道中的空氣；使用扳手或其他工具敲擊流量計的表桿，排除雜物，觀察流量計的顯示示數(shù)是否有跳變現(xiàn)象，如果存在，則繼續(xù)敲擊，直到流量計顯示出示數(shù)。在該問題中，通過排放空氣和敲擊管路，流量計依然顯示為0，沒有任何變化。

3.4 實際流量過低

若管道中實際水流量過低，流量計則會因為水流太小而檢測不到。檢查離心泵工作正常，根據(jù)離心泵的揚程以及補水壓力計算出，離心泵出口管道內(nèi)最大水壓應不大于0.6MPa，實際離心泵出口水壓為0.42MPa，流量計所在管道水壓為0.22MPa屬于正常值，因此判定管道實際水流量正常。

3.5 流量切除設置過大

若小流量切除設置過大，即測量上限的x%信號（x為信號切除值）就被切除，在量程范圍內(nèi)但被切除的信號將無法被測量出來。

修改小流量切除的操作步驟為：在流量計顯示屏上按“F”鍵，再按“Move”,再按“UP”鍵，在出現(xiàn)的P0中輸入修改密碼1234，在出現(xiàn)的P7查看并修改小流量切除值，最后按“F”鍵確認即可。小流量切除設置界面如圖2所示。

圖2 小流量切除設置界面

在流量計顯示屏上查看小流量切除設置值P7情況，發(fā)現(xiàn)小流量切除值為05，即5%（為出廠前設置值），因此將P7改為00（0%），即無任何切除，設置確認后，流量計顯示值仍然為0。因此判斷不是流量計顯示為0的原因。

3.6 流量計的放大系數(shù)、靈敏度及濾波設置不正確

流量計的放大系數(shù)、靈敏度及濾波參數(shù)若設置的不正確，探頭阻值不正確也會影響流量計的測量顯示。放大系數(shù)W1和靈敏度W2正常設置應為6或8，該數(shù)值不能小于4，在電路板中為小圓盤指示；濾波K1、K2、K3根據(jù)實際管徑大小撥碼，使用8位撥碼開關(guān)調(diào)節(jié)，正常情況為比實際管徑略小，如實際管徑為DN50，撥碼時則按DN40調(diào)整；探頭阻值正常情況下R≥10MΩ。

打開流量計外殼，在電路板中檢查對放大系數(shù)、靈敏度及濾波進行檢查，放大系數(shù)W1和靈敏度W2數(shù)值都為8，濾波K1的第1、4、5、8位撥碼為ON，濾波K2的第8位撥碼為ON，濾波K3的第7位撥碼為ON。經(jīng)核實，放大系數(shù)、靈敏度及濾波的設置均正常。

用萬用表的電阻檔在電路板中測量探頭阻值，實際探頭阻值R測=10MΩ。因此證實探頭阻值正常。

3.7 流量計電路板異常

電路板存在異常時，也可能會導致顯示異常。在對流量計斷電的情況下，更換流量計電路板，更換完成后送電檢查，結(jié)果流量計仍然顯示為0。因此判斷流量計電路板正常。

3.8 流量計內(nèi)部線路虛接

線路虛接虛搭，也是流量計測量異常的原因之一。打開流量計外殼，逐一檢查流量計內(nèi)部電路板接線情況，再打開流量計表桿與法蘭連接處，檢查探頭接線情況。結(jié)果電路板接線正常，探頭的一根線的根部已斷，有虛搭情況，用手固定好探頭線后，流量計儀表顯示有跳變、有數(shù)值顯示，因此探頭線斷是流量計顯示為0的主要原因。探頭斷線情況如圖3所示。

圖3 探頭線路斷開圖

4.結(jié)論

經(jīng)過逐一對各種可能原因分析及排查后，最終確認故障原因為流量計探頭線路斷導致。為及時解決流量計故障，制作了與流量計管路大小一致的短接，擇機對水系統(tǒng)停機并排空管路中的水，拆除流量計更換短接，將流量計寄往廠家進行維修測試，并完成校準。

完成維修并校準后，將流量計安裝并進行測試，最終測試正常。