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渦街流量計

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淺談渦街流量計在工業行業的應用

來源:作者:發表時間:2019-11-11

摘要:介紹渦街流量計的測量原理,探討它的選型,安裝以及使用中的故障處理,分析原因解決使用中的問題。隨著我國的工業發展,也推動了智能儀表行業的快速發展。
渦街流量計作為流量最常用的測量儀器被越來越廣泛應用。渦街流量計憑借自身特殊的測量原理,被廣泛應用于化工、石化、化纖、食品行業及一般工業應用。隨著渦街流量計在市場普遍應用,一些使用問題也隨之出現,亟需探索解決。本文以科隆公司OPTISWIRL4070渦街流量計為例,著重探討它的選型,安裝以及使用方面的一些常見問題,分析原因解決使用中的問題。
一、渦街流量計簡介
達芬奇(1452年-1519年)主要因畫家而聞名于世,但他的貢獻不僅僅在于藝術,作為PO山谷水道的工程師,他研究了諸如橋柱和不同類型的漩渦等眾多障礙物周圍的流量,設法對水的習性進行分析并對河流中的流量以及漩渦形成進行了研究,在1513年他第一次記錄了漩渦的行為,同過記錄并分類描述了各種流體流態,達芬奇發現了一種使用圖形來描述諸如湍流等復雜自然想象的,并為后代記錄了下來。
在1912年西奧多-馮-卡門成為了計算出渦街的第一人,為今天的渦街測量技術奠定了基礎,在1970年,第一臺用于工業的渦街流量計上市,即測量傳感器,當代渦街流量計是標準的測量設備,已廣泛用于測定液體,氣體和蒸汽的流量。
二、渦街流量計的基本測量原理
科隆公司OPTISWIRL4070渦街流量計基于卡門渦街的測量原理,在管道中裝入一阻擋物,在其后產生卡門渦街,并對阻擋物兩側產生交變壓力,其頻率與介質的流速成正比。通過檢測此頻率值,經過電子轉換器轉換顯示并輸出標準電流信號。科隆公司OPTISWIRL4070渦街流量計是溫度、壓力、流量一體化設計提供在線溫壓補償。
三、渦街流量計的選型
為了確保精確測量,必須進行計算選型。科隆公司OPTISWIRL4070渦街流量計選型時需注意以下事項:1、渦街流量計選型時必須提供測量介質的名稱、產品密度及粘度,工況溫度、工況壓力(注意區分是絕對壓力還是表壓)、最大流量、正常流量。2、視介質及要求的不同,還要提供最小流量、管線內徑、流速限制條件、混合氣體的百分比、工況和標況密度、希望的安裝方式及管道標準等。3、一般測量高溫介質或者架空管道等建議選用分體型儀表。4、儀表口徑按用戶所提供的參數通過選型軟件進行計算決定,建議儀表工作在最大流量的1/2—2/3處。
四、渦街流量計的安裝
儀表的安裝在使用中也是重要的環節,只有科學合理的安裝,才能避免干擾,測量不穩定等外來因素,使儀表使用安全可靠。1、流向一致,水平管道渦街發生體垂直安裝,垂直管道要求底進上出方向。2、管道口徑要與儀表口徑一致,否則要進行縮擴徑處理。注意DIN(德國標準)和ANSI(美國標準)儀表內徑與國標G的不同。3、確保流量計兩側的管道內壁光滑,無堆焊。特別是法蘭焊接。4、一定要先焊好法蘭后再安裝儀表,不能裝上儀表焊接。5、良好的對中,墊片不能探入管道中。有必要拆下儀表觀察墊片痕跡。6、儀表前后直管段長度要求:進口至少20D,出口至少10D,進口有多個彎頭、閥門等時要求直管段更長。7、管道震動要求:管道不能有強烈的震動,否則加支撐或采用軟管連接。8、轉換器環境要求:普通型轉換器環境溫度在-20度—60度之間;EX型要求環境溫度在-20度—40度之間,測量高溫介質請采用分體安裝形式。9、轉換器密封要求:端蓋旋緊(注意定期加潤滑劑),電纜接口注意密封,電纜入口處要設滴水點。10、電纜要求:信號線要求用屏蔽電纜;分體式儀表傳感器和轉換器之間的連線必須用廠家配的專用電纜,并注意按線號正確接線。11、接地:信號線屏蔽接地24VDC電源負接地,分體型和夾持型要用線引出接地,注意回路中只能有一點接地。分體型,10m信號線屏蔽接地。
五、渦街流量計常見問題以及處理方法
渦街流量計是一種免維護儀表,可長期穩定可靠運行。實際應用中問題,多來于安裝不合理,信號干擾等,常見故障現象及處理如下:
(一)現象:管道中無流量時,流量顯示不為0。
解決方法:
1、檢查接地是否良好。2、檢查增益是否太高。3、檢查管道震動是否嚴重,必要時在流量計附近垂直于管道和旋渦發生體軸線方向支撐管道。
(二)現象:管道中有流量,但顯示為0。
解決方法:
1、首先確認流量值是否在下限以下或靠近下限附近。2、檢查流量傳感器/溫度傳感器/壓力傳感器連接是否良好。3、將增益提高觀察。4、觀察溫度、壓力是否顯示正常。按傳感器檢測方法檢測流量/溫度/壓力傳感器電路檢查。
(三)現象:流量顯示不穩定。
解決方法:
1、首先確認是否流量本身不穩定,適當調高時間常數。2、檢查流量是否在下限附近。3、檢查管道震動是否嚴重,必要時加支撐。
(四)現象:電流輸出不正確。
解決方法:
1、首先確認二次表量程與最大流量一致,判斷電流輸出是否正常也以此為準。2、檢測電流輸出回路(進入工程師菜單)。3、檢查電流回路負載電阻是否小于最大負載電阻值600歐姆。(五)現象:流量顯示隨流量變化,但與實際流量不符。
解決方法:
1、檢查儀表機號和位號是否對應正確,注意不同機號的儀表不能錯裝。2、檢查儀表常數儀表數值是否與銘牌一致。3、在測量方式為質量流量和標準體積流量時,檢查介質工況溫度和壓力是否與設計選型時相差太多,如果差別很大,須按實際的工況條件計算修改相應的參數(工況密度、標況密度、最大流量、最小流量等)。4、檢查前后直管段是否滿足要求。5、檢查儀表安裝是否對中。6、檢查管道內徑是否與儀表內徑一致。7、檢查密封墊片,不能探入管道內。8、檢查管道內壁是否光滑。9、檢查安裝角度和方向是否正確,介質流向是否與箭頭一致。10、檢查測量介質是否有雙相流存在,如在濕蒸汽中加一個水分分離器去掉小水滴,在氣體中用一個合適的過濾器去掉固體顆粒等。11、檢查流量是否在下限附近,流量低于下限不能準確穩定測量。12、按照檢查傳感器,檢測電容和絕緣電阻值是否在規定的范圍內。
結語:綜上所述,渦街流量計儀表技術的應用,只要在合理計算選型,正確安裝條件,它一定能在生產中發揮其卓越的性能,隨著科技的發展,渦街流量計轉換器及傳感器工藝的不斷完善,渦街流量計將會更廣泛的應用,推動為我國工業化不斷發展前進。
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