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渦街流量計(jì)常見故障分析及解決方法

閱讀:1080        發(fā)布時(shí)間:2020-6-11

一、渦街流量計(jì)的儀表系數(shù)K取決于儀表幾何尺寸如柱體寬度d,流道內(nèi)徑D等,辣么,使用一段時(shí)間后,柱寬d被介質(zhì)磨窄了或由于雜質(zhì)沉積變寬了,儀表系數(shù)發(fā)生改變,流量計(jì)精度不就變差了。

    柱寬d與儀表系數(shù)密切相關(guān)。當(dāng)初設(shè)計(jì)時(shí)就注意到了這個(gè)重要問題。首先,三角柱渦街流量計(jì)柱型斷面等腰三角形底邊相鄰的兩個(gè)頂角被切去,形成具有一定寬度的兩個(gè)平行平面,此兩個(gè)平行平面的距離形成柱寬d。由于柱寬d不是由易于被磨損的棱邊而是由不易被磨損的平行平面形成,所以具有很高的耐磨性,經(jīng)過長時(shí)間使用,柱寬d也不易改變。其次,通過采用適當(dāng)?shù)闹鶎挶龋╠/D),削減柱寬變化對(duì)儀表系數(shù)K的影響。設(shè)計(jì)儀表時(shí),如果選定某個(gè)佳的柱寬,使得d和D具有相近的變化率,則柱寬d發(fā)生變化幾乎不會(huì)引起f發(fā)生變化。這樣設(shè)計(jì)的儀表,即使經(jīng)過長時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn),柱寬發(fā)生了變化,儀表精度也可以保持不變。

二、壓電晶體檢測(cè)式渦街流量計(jì)對(duì)機(jī)械振動(dòng)敏感,所以在有機(jī)械振動(dòng)的環(huán)境中,不宜采用壓電晶體檢測(cè)式渦街流量計(jì)。

壓電晶體檢測(cè)式渦街流量計(jì)采用的是應(yīng)力檢測(cè)原理,當(dāng)裝有壓電晶體的探頭受到渦街的交變橫向力作用時(shí),壓電晶體受應(yīng)力作用而產(chǎn)生交變電荷渦街信號(hào)輸出。當(dāng)管道發(fā)生機(jī)械振動(dòng)時(shí),由于探頭體慣性力的作用,壓電晶體也會(huì)受應(yīng)力作用而輸出振動(dòng)噪聲信號(hào),這即是應(yīng)力式渦街流量計(jì)對(duì)機(jī)械振動(dòng)敏感的原因。應(yīng)力式渦街流量計(jì)設(shè)計(jì)時(shí),采取了一系列的抗振動(dòng)措施,使流量計(jì)具有抗振動(dòng)能力。設(shè)計(jì)水平較高的應(yīng)力式渦街流量計(jì)用于有機(jī)械振動(dòng)的場(chǎng)所普通是沒有問題的。有多種抗振動(dòng)設(shè)計(jì)方案,其中之一是在探頭中采用多個(gè)壓電晶體,在渦街力作用下,這些晶體產(chǎn)生的電荷信號(hào)相互疊加,得到加強(qiáng)了的渦街信號(hào);而在機(jī)械振動(dòng)慣性力作用下,這些晶體產(chǎn)生的電荷信號(hào)相互抵消,即便是有殘留的機(jī)械振動(dòng)噪聲信號(hào)輸出,這種噪聲信號(hào)相對(duì)于渦街信號(hào)是很小的,是不會(huì)影響儀表的正常兼職的。除非管道振動(dòng)異常強(qiáng)烈,普通有機(jī)械振動(dòng)的場(chǎng)所,是可以安裝使用應(yīng)力檢測(cè)式渦街流量計(jì)的。

    在渦街流量計(jì)的安裝時(shí),儀表廠家總建議對(duì)現(xiàn)場(chǎng)管道進(jìn)行縮管,安裝較小口徑的渦街流量計(jì)。我們擔(dān)心縮管后會(huì)使流動(dòng)阻力損失加大,乃至使介質(zhì)流動(dòng)不暢,造成卡脖子現(xiàn)象。所以我們普通不接受縮管方案。我們這種擔(dān)心有事理嗎?

    從工藝安全角度考慮,擔(dān)心縮管造成流動(dòng)不暢,這種擔(dān)心是可以理解的。但是,縮管的建議普通都出現(xiàn)在已有管道管徑大而實(shí)際流量很小的情況下。 這種情況下,如果我們?cè)O(shè)想不縮管,大口徑渦街流量計(jì)將兼職在流量下限左近乃至下限以下。其后果是:

1、在流量下限左近儀表精度差

2、在流量下限左近流量信號(hào)質(zhì)量差,偶然不能正常兼職

3、在流量下限左近流量計(jì)的抗振動(dòng)能力低,易受環(huán)境振動(dòng)干擾,導(dǎo)致儀表不能正常兼職。

如果采取了縮管措施,可以帶來很多好處:

1、采用了較小口徑流量計(jì),可以使儀表兼職于儀表流量范圍的中、上區(qū)域,儀表信號(hào)質(zhì)量好,精度高

2、儀表在此流量范圍兼職,具有較好的抗振動(dòng)性能

3、縮徑后,可獲得較長的儀表直管段,改善儀表的兼職性能

4、小口徑儀表費(fèi)用較低,削減了資金投入。

    注意到縮管后的管道口徑是根據(jù)實(shí)際流量范圍確定的,既然縮管后的流量計(jì)允許流量范圍與管道實(shí)際流量范圍匹配,其流量阻力也應(yīng)在合理的范圍內(nèi),不會(huì)造成過大的阻力損失,也不會(huì)出現(xiàn)卡脖子現(xiàn)象??s管問題實(shí)質(zhì)上不是流量計(jì)的問題,而是管道設(shè)計(jì)不合理造成的問題。事理上應(yīng)該修改管道工藝設(shè)計(jì),采用合理的較小口徑的管道。

    是不是只有應(yīng)力檢測(cè)式渦街流量計(jì)怕管道振動(dòng)?

    不是。所有采用力敏檢測(cè)原理的流量計(jì),從原理上分析,都存在機(jī)械振動(dòng)噪聲干擾問題,或者簡(jiǎn)單地說,都在一定程度上怕振動(dòng)。除了壓電晶體檢測(cè)式渦街流量計(jì),應(yīng)變檢測(cè)式,差動(dòng)電容檢測(cè)式和其它應(yīng)用力敏檢測(cè)原理的渦街流量計(jì)另有靶式流量計(jì)等,都屬于此類對(duì)機(jī)械振動(dòng)敏感的流量計(jì)。這些流量計(jì)是否能在震動(dòng)場(chǎng)所使用,取決于其抗振動(dòng)設(shè)計(jì)是否完善。

 三、安裝應(yīng)力檢測(cè)式渦街流量計(jì)的現(xiàn)場(chǎng)管道機(jī)械振動(dòng)相當(dāng)強(qiáng)烈,影響到儀表不能正常兼職,有何對(duì)策?

    遇到這種情況,可采用下列措施中的一種或幾種,使儀表能正常兼職。

    1、調(diào)整流量計(jì)的安裝方位。

    流量計(jì)對(duì)不同方向的抗振動(dòng)的抵抗能力是不同的。安裝在管道上的流量計(jì)方位可用X-Y-Z三維坐標(biāo)表示,X是管道中心線方向,即流量計(jì)進(jìn)口到出口的方向;Z是流量計(jì)柱體軸向;Y是與管道中心線垂直同時(shí)與流量計(jì)柱體軸向垂直的方向,也是渦街橫向力作用的方向。流量計(jì)Z方向的抗振動(dòng)能力強(qiáng)而Y方向則差(請(qǐng)讀者思考一下:為什么?)。流量計(jì)安裝于管道上時(shí),X軸是必須與管道一致的,但是流量計(jì)的Y軸(連帶Z軸)是可以隨意繞X軸旋轉(zhuǎn)到任意方位的。清楚了這一點(diǎn),我們就有了一個(gè)措施了:觀察或測(cè)定短道的主要振動(dòng)方向,然后,旋轉(zhuǎn)流量計(jì),直到Z軸與此主振反向重合,把儀表固定在該方位兼職。

    2、增設(shè)管道固定支架,限制管道振幅。

    在流量計(jì)下游,緊靠流量計(jì)處加裝一個(gè)固定支架,可以減小管道振幅到達(dá)降低振動(dòng)噪聲目的。

    3、調(diào)整儀表電路的設(shè)定狀況,力求排除振動(dòng)噪聲的影響。

四、隔爆型渦街流量計(jì)與本安防爆型渦街流量計(jì)使用上有何不同?

    這里,我們暫不討論它們?cè)谙到y(tǒng)設(shè)計(jì)和安裝工藝上的不同要求,我們只關(guān)注這兩種不同防爆型式渦街流量計(jì)的不同操縱要求和用戶的不同感受。首先我們要注意到,由于流量測(cè)量的特點(diǎn),流量儀表的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試是難免的。而對(duì)于現(xiàn)今國內(nèi)外生產(chǎn)的渦街流量計(jì)而言,通電狀況下的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試幾乎是*的。渦街流量計(jì)普通需要現(xiàn)場(chǎng)調(diào)整信號(hào)增益,消除振動(dòng)干擾等操縱。隔爆型渦街流量計(jì)不允許通電狀況下打開電路殼體,要交替通斷電源進(jìn)行反復(fù)調(diào)整,既不方便也容易出現(xiàn)差錯(cuò)和危險(xiǎn)。本安防爆型渦街流量計(jì)則可以在通電狀況下進(jìn)行隨意的操縱,既便利又安全。

五、渦街流量計(jì)測(cè)量氣體或蒸汽(蒸汽流量計(jì))時(shí),需要同時(shí)測(cè)量介質(zhì)壓力和溫度。對(duì)壓力和溫度測(cè)點(diǎn)位置有什么要求?

    壓力溫度測(cè)點(diǎn),應(yīng)按照渦街流量計(jì)生產(chǎn)廠家在安裝使用說明書中的位置設(shè)置。溫度測(cè)點(diǎn)應(yīng)設(shè)在流量計(jì)后3-5D,太靠近流量計(jì),溫度計(jì)套管會(huì)影響流量計(jì)的信號(hào)質(zhì)量,溫度測(cè)點(diǎn)離流量計(jì)太遠(yuǎn),則測(cè)得溫度可能與流量計(jì)處溫度有差異。壓力測(cè)點(diǎn)則必須*按照廠家位置設(shè)置,否則,會(huì)產(chǎn)生附加的測(cè)量誤差。由于流量計(jì)前后有壓力差,因此,流量計(jì)前后壓力不同,介質(zhì)密度也不同。

六、高粘度介質(zhì)采用渦街流量計(jì)應(yīng)注意什么?

    渦街流量計(jì)不適用于高粘度介質(zhì)。這里的“高粘度”是指運(yùn)動(dòng)粘度高。對(duì)液體而言,運(yùn)動(dòng)粘度應(yīng)在50cst以下(常溫水僅為1cst)。黏稠的液體,如重油,在常溫下,運(yùn)動(dòng)粘度很高,如需采用渦街流量計(jì),必須將其加熱到120℃以上,使其運(yùn)動(dòng)粘度降到10cst以下。對(duì)氣體而言,運(yùn)動(dòng)粘度應(yīng)在50cst以下(常溫常壓空氣為15cst),密度低的氣體,普通運(yùn)動(dòng)粘度都相對(duì)高,如常壓氫氣,高達(dá)90cst,如果采用渦街流量計(jì)測(cè)量氫氣流量,氫氣壓力越高越好,因?yàn)楦邏合?,氫氣運(yùn)動(dòng)粘度要低得多。高粘度介質(zhì)采用渦街流量計(jì)要認(rèn)真核算其使用小流量下的雷諾數(shù),因?yàn)槭欠窨梢圆捎脺u街流量計(jì)是取決于使用小流量下的雷諾數(shù)(Re≥2×104),而不是直接取決于介質(zhì)的粘度。介質(zhì)的粘度是通過雷諾數(shù)起作用的。因此,是否可采用渦街流量計(jì)也還取決于管道口徑和流量大小(Re=Dv/v)。是否適于采用渦街流量計(jì)要視Re核算結(jié)果而定。

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