蘭州石化公司動力廠的部分渦街流量計在使用中，生產(chǎn)裝置經(jīng)常反映該種儀表的測量結(jié)果與實際用量相差過大。從而懷疑流量計指示不準?？僧攦x表維護人員對儀表進行標定和校驗檢查時卻發(fā)現(xiàn)儀表都是正常合格的。經(jīng)多方查找原因和分析故障發(fā)現(xiàn)原因是由于工藝工況及安裝位置等引起的。

1 概述

渦街流量計是目前煉油化工生產(chǎn)中應用較為廣泛的流量測量儀表之一，用于對水，油，以及空氣，氧氣，天然氣等的流量計量檢測。渦街流量計在動力廠的使用中，有時工藝反映與其物料平衡后的量無法對應，而懷疑流量計指示不準?？删S護人員對儀表進行標定和校驗檢查時卻發(fā)現(xiàn)儀表都是正常合格的。要解決這一問題,首先我們應先了解一下渦街流量計的工作原理.

2 渦街流量計的原理

渦街流量計是根據(jù)“卡門渦街”原理研制成的一種流體振蕩型流量儀表。在流動的流體中插入一個斷面為非流線型柱狀物體時，在柱體后部兩側(cè)會產(chǎn)生兩列交錯排列的漩渦，漩渦分離的頻率與流速成正比，與柱體的寬度成反比，用公式表示如下：

f=St*V/d

式中 f：漩渦分離頻率St：無量綱常數(shù)V：柱體側(cè)面的流速d:柱體的迎流面寬度

由該式可見，通過測量漩渦的分離頻率便可測出流體流速和瞬時流量。

渦街流量計采用壓電晶體元件檢測漩渦分離頻率,漩渦在柱體后部兩側(cè)交替分離，產(chǎn)生壓力脈動，安裝在柱體后面尾流中的探頭感受到交變力；埋設(shè)在探頭體內(nèi)部的壓電晶體元件受到交變力的作用產(chǎn)生交變電荷；交變電荷信號經(jīng)檢測放大器處理后，以頻率信號輸出，或進一步變換成與流量成比例的４～２０mA 直流標準信號輸出。由此可看出對該表的安裝要求是非常嚴格的。

3 故障原因分析

3.1 首先是安裝不合理引起的故障 3.1.1 流量計安裝在有振動的管道上

從渦街流量計的工作原理可知，它是一種流體振蕩型的儀表。工藝管道本身的振動勢必造成流量計傳感器產(chǎn)生電荷頻率信號，導致測量誤差變大。比如去甲乙酮的除鹽水流量,由于該表安裝的管線過長,且沒有安裝固定支架.容易造成自激現(xiàn)象.后來我們安裝了防震支架從而改善了儀表的測量狀況.

3.1.2 流量計方向安裝錯誤當流量計裝反時流體反向流動，造成渦街流量計的迎流

面寬度 d 減小。根據(jù)公式 f=St*V/d 得知，ｄ的變化勢必造成分離頻率的變化。從而加大了渦街流量計的測量誤差。例如 600t/h 軟化水的低壓蒸汽流量使用中發(fā)現(xiàn)測量誤差較大，后經(jīng)崗位人員將表重新安裝后，儀表恢復正常使用，測量準確。

3.1.3 儀表安裝時其密封墊片內(nèi)徑小于管道內(nèi)徑和儀表內(nèi)徑從而產(chǎn)生束流現(xiàn)象，造成儀表指示不準，影響了流量計的測量精度。如 500t/h 除鹽水流量工藝反映與其物

料平衡后的量無法對應。后經(jīng)把表拆下來查看發(fā)現(xiàn)該表安裝的墊片太小造成的，經(jīng)更換墊片后投入使用，工藝反映儀表運行良好

3.1.4 儀表上下游的擾動儀表上游擾動源有各類阻流管件。如彎管，異徑管，支

管和閥等。該擾動類型除速度分布畸變和二次流動外，還有漩渦等。而流體流經(jīng)傳感器后，下游的彎管，閥門等對流體流動形成的擾動會上朔傳播，可以影響到幾倍管徑長度的距離處。因此，傳感器的上下游都必須配置一定長度的直管段，其長度應符合下表的要求：

3.2 其次是由于工藝工況不穩(wěn)定引起的故障（1）所測介質(zhì)的狀況發(fā)生了改變，如液體中帶有氣泡

等。當介質(zhì)在儀表上游管線的調(diào)節(jié)閥接近關(guān)閉狀態(tài)流動時，***容易產(chǎn)生氣泡。燃料和石油加工產(chǎn)品，有機溶劑產(chǎn)生的云霧狀氣泡會在其下游保持相當長的距離，極易使儀表產(chǎn)生測量誤差。另外，液體中溶解的氣體因溫度升高，壓力降低變化等原因使得溶解在液體中的氣體會分離出來游離成氣泡。還有，當充滿液體的管道系統(tǒng)欲停止運行時，關(guān)閉進出口截止閥后逐漸冷卻。由于液體體積的收縮比管道系統(tǒng)空腔的收縮大的多，致使管內(nèi)形成真空的收縮空間。液體中溶解的氣體分離成游離氣泡積聚于管道系統(tǒng)內(nèi)的高點，再重新開車時便會出現(xiàn)測量誤差。液體中混有氣泡使液體測量產(chǎn)生測量誤差和輸出不穩(wěn)定等故障的原因是因為：在氣液兩相的流體中，其流體的雷諾數(shù) Re 是與單獨液體的流體的雷諾數(shù)是不同的。從而他們的無量綱常數(shù) Sｔ也是不同的。根據(jù)頻率與流速的計算公式：f=St*V/d 可知，St 的改變，會改變頻率。從而會影響儀表的測量精度。3.2.2 工藝工況變化引起的故障渦街流量、測量的是體積流量。對于液體來說，因日常溫度壓力變化不大時對流量的測量影響不大。從而往往忽視了工況變化較大時對流量計的影響。通常液體的壓縮系數(shù)不大，然而石油產(chǎn)品的壓縮系數(shù)卻較大，液化石油氣的壓縮系數(shù)就更大。當壓力相差較大時必須考慮靜壓對流量計測量精度的影響。

3.3 還有材質(zhì)的磨損或積垢引起的誤差渦街流量計的漩渦發(fā)生體迎流端面磨損或者積垢也會

影響流量計的測量。由于磨損或積垢會影響旋渦發(fā)生體的迎流寬度變化，而根據(jù)計算公式 f=St*V/d：可知迎流端面寬度的變化也會影響旋渦分離頻率的變化，從而也就影響了測量的準確性。根據(jù)日本 oval 公司的青木功男所著的參考文獻可知：模擬試驗的結(jié)果，在該公司三角柱發(fā)生體端的堆積厚度 Y 為 0.01D 時附加誤差為－2％，Y 為 0.02D 時，附加誤差為－3.4%。

3.4 ***后還有一種情況就是付線閥關(guān)不死引起的測量誤差

為了維護方便，流量計通常都安裝有副線，有時付線閥關(guān)不死或者其他一些人為的原因打開了旁路閥，這樣也會造成測量不準。

4 結(jié)束語

綜上所述，渦街流量計在使用過程中所出現(xiàn)的測量不準等故障現(xiàn)象，往往不都是由于儀表本身的原因，經(jīng)現(xiàn)場檢查發(fā)現(xiàn)以上各種原因都將會造成測量不準的故障。