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國產渦街流量計常見的故障問題與解決方案

渦街流量計也稱之為旋渦流量計或卡門渦街流量計 。綜合吸收發達國家技術和總結多年研究生產經驗的基礎上進行精心設計的產品,實現了產品智能化、標準化、系列化、通用化、生產模具化、確保產品質量的美觀性。該產品具有電路新、功耗微低、量程比寬、結構簡單、阻力損失小、堅固耐用、用途廣、使用壽命長、工作穩定、便于安裝調試等特點。

  在流體中設置旋渦發生體(阻流體),從旋渦發生體兩側交替地產生有規則的旋渦,這種旋渦稱為卡曼渦街,如圖1所示。旋渦列在旋渦發生體下游非對稱地排列。設旋渦的發生頻率為f,被測介質來流的平均速度為U,旋渦發生體迎面寬度為d,表體通徑為D,根據卡曼渦街原理,有如下關系式

f=SrU1/d=SrU/md (1)

式中U1--旋渦發生體兩側平均流速,m/s;

Sr--斯特勞哈爾數;

m--旋渦發生體兩側弓形面積與管道橫截面面積之比

最全渦街流量計常見故障及其處理小技巧

圖1 卡曼渦街

管道內體積流量qv為

qv=πD2U/4=πD2mdf/4Sr (2)

K=f/qv=[πD2md/4Sr]-1 (3)

式中 K--流量計的儀表系數,脈沖數/m3(P/m3)。

K除與旋渦發生體、管道的幾何尺寸有關外,還與斯特勞哈爾數有關。斯特勞哈爾數為無量綱參數,它與旋渦發生體形狀及雷諾數有關,圖2所示為圓柱狀旋渦發生體的斯特勞哈爾數與管道雷諾數的關系圖。由圖可見,在ReD=2&TImes;104~7&TImes;106范圍內,Sr可視為常數,這是儀表正常工作范圍。當測量氣體流量時,VSF的流量計算式為

最全渦街流量計常見故障及其處理小技巧

圖2 斯特勞哈爾數與雷諾數關系曲線

式中 qVn,qV--分別為標準狀態下(0oC或20oC,101.325kPa)和工況下的體積流量,m3/h;

Pn,P--分別為標準狀態下和工況下的絕對壓力,Pa;

Tn,T--分別為標準狀態下和工況下的熱力學溫度,K;

Zn,Z--分別為標準狀態下和工況下氣體壓縮系數。

由上式可見,VSF輸出的脈沖頻率信號不受流體物性和組分變化的影響,即儀表系數在一定雷諾數范圍內僅與旋渦發生體及管道的形狀尺寸等有關。但是作為流量計在物料平衡及能源計量中需檢測質量流量,這時流量計的輸出信號應同時監測體積流量和流體密度,流體物性和組分對流量計量還是有直接影響的。
1、選型方面的問題。有些渦街傳感器在口徑選型上或者在設計選型之后由于工藝條件變動,使得選擇大了―個規格,實際選型應選擇盡可能小的口徑,以提高測量精度,這方面的原因主要同問題①、③、⑥有關。比如,一條渦街管線設計上供幾個設備使用,由于工藝部分設備有時候不使用,造成目前實際使用流量減小,實際使用造成原設計選型口徑過大,相當于提高了可測的流量下限,工藝管道小流量時指示無法保證,流量大時還可以使用,因為如果要重新改造有時候難度太大。工藝條件的變動只是臨時的。可結合參數的重新整定以提高指示準確度。

2、安裝方面的問題。主要是渦街流量計傳感器上游或者下游直管段長度不夠(具體要求見下圖),影響測量精度,這方面的原因主要會導致故障a

最全渦街流量計常見故障及其處理小技巧
3、參數整定方向的原因。由于參數錯誤,導致 儀表 指示有誤。參數錯誤使得二次儀表滿度頻率計算錯誤,這方面的原因主要同問題①、③有關。滿度頻率相差不多的使得指示長期不準,實際滿度頻率大干計算的滿度頻率的使得指示大范圍波動,無法讀數,而資料上參數的不一致性又影響了參數的最終確定,最終通過重新標定結合相互比較確定了參數,解決了這一問題。

4、二次儀表故障。這部分故障較多,包括:一次儀表電路板有斷線之處,量程設定有個別位顯示壞,K系數設定有個別位顯示壞,使得無法確定量程設定以及K系數設定,這部分原因主要向問題①、②有關。通過修復相應的故障,問題得以解決。

5、四路線路連接問題。部分回路表面上看線路連接很好,仔細檢查,有的接頭實際已松動造成回路中斷,有的接頭雖連接很緊但由于副線問題緊固螺釘卻緊固在了線皮上,也使得回路中斷,這部分原因主要同問題②有關。

6、二次儀表與后續儀表的連接問題。由于后續儀表的問題或者由于后續儀表的檢修,使得二次儀表的mA輸出回路中斷,對于這類型的二次儀表來說,這部分原因主要同問題②有關。尤其是對于后續的記錄儀,在記錄儀長期損壞無法修復的情況下,一定要注意短接二次儀表的輸出。

7、由于二次儀表平軸電纜故障造成回路始終無指示。由于長期運行,再加上受到灰塵的影響,造成平軸電纜故障,通過清洗或者更換平軸電線,問題得以解決。

8、對于問題⑦主要是由于二次儀表顯示表頭線圈固定螺絲松,造成表頭下沉,指針與表殼摩擦大,動作不靈,通過調整表頭并重新固定,問題相應解決。

9、使用環境問題。尤其是安裝在地井中的傳感器部分,由于環境濕度大,造成線路板受潮,這部分原因主要同問題②、②有關。通過相應的技改措施,對部分環境濕度大的傳感器重新作了把探頭部分與轉換部分分離處理,改用了分離型傳感器,故善了工作環境,日前這部分儀表運行良好。

10、由于現場調校不好,或者由于調校之后的實際情況的再變動。由于現場振動噪聲平衡調整以及靈敏度調整不好。或者由于調整之后運行一段時間之后現場情況的再變動,造成指示問題、這部分原因主要同問題④、⑤有關。使用示波器,加上結合工藝運行情況,重新調整。

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