渦街流量計的安裝與使用

史曉軍，田廣霽

（1 遼寧大唐國際阜新煤制天然氣有限責任公司，遼寧阜新123000；2 遼寧省煤制天然氣工程技術研究中心，遼寧阜新123000；3 遼寧省煤制天然氣工程研究中心，遼寧阜新123000；4 遼寧大唐國際阜新煤制天然氣有限責任公司企業博士后科研基地，遼寧阜新123000）

渦街流量計［1］普遍應用于化工、電力企業的供水、供氣和循環冷卻水系統，有滿管式渦街流量計和插入式渦街流量計兩種。滿管式渦街流量計適用于小管徑高流速流體，插入式渦街流量計適用于大管徑低流速流體。渦街流量計流體自然振蕩的測量原理決定了其所在管道振動、周圍工頻干擾、直管段不足等施工安裝問題，都將影響到渦街流量計的測量，甚至產生非常大的偏差，這在新建的項目中經常出現。大唐阜新煤制天然氣項目加壓氣化、酚回收、甲烷化裝置等設計采用了112臺套渦街流量計，為確保渦街流量計的正確使用，必須采取相應的抗干擾措施，切實做好流量計的施工安裝。

1 渦街流量計的工作原理

渦街流量計又稱卡門旋渦流量計，其工作原理如圖1，是利用流體自然振蕩的原理制成的一種分離型流量計［2］。當流體以足夠大的流速流過垂直于流體流向的物體時，若該物體的尺寸適當，就會在物體的后面沿兩條平行直線上產生整齊排列且轉向相反的渦列。渦列的個數，即渦街的頻率與流體的流速成正比，如式 （1）所示。

圖1 渦街流量計的工作原理圖

2 渦街流量計安裝注意事項

2.1 渦街流量計安裝方式的選擇

渦街流量計既可安裝在水平管道上，也可安裝在垂直管道上。因為渦街流量計是一種速度式流量計，要實現準確測量，必須注意保證滿管測量，故在水平管道上安裝渦街流量計，一般應選擇安裝在管道的最低處，安裝在垂直管道時，流體的流向應自下而上。

2.2 渦街流量計直管段要求

渦街流量計的安裝對其前后直管段的要求是非常苛刻的，流量計上游要保證有10 D～35 D的直管段 （D為管道直徑），流量計下游直管段應不小于5 D，上游直管段長短視上游有無直角彎、擴大管、縮徑管而定。特別注意，在直管段滿足要求的情況下，流量計應盡量選擇安裝在前后直管段盡量大的管道位置處，這樣能夠保證流量計上下游節流件所造成的紊流不致影響到流量計測量精度。

2.3 渦街流量計安裝位置的選擇

（1）管道的強烈震動會對渦街流量計的測量產生一定的影響，故在選擇渦街流量計安裝位置時，應盡量避免安裝在有強烈震動的管道上，以免影響測量精度。當管道有震動時，必須采取減震措施。

（2）工頻干擾信號存在也會對渦街流量計的測量產生非常大的影響，工頻信號會疊加到測量信號中去。故渦街流量計盡量避免安裝在大功率電動機等存在的環境里，在此環境下，必須采取做好儀表接地，選用屏蔽電纜，信號的傳輸方式采用直流信號等措施消除工頻干擾。

（3）渦街流量計漩渦發生體的迎流面必須正對著流體流動方向，安裝時應特別注意，否則會產生非常大的偏差。

（4）在渦街流量計帶有流量調節的系統中，渦街流量計即使滿足直管段要求，也必須安裝在調節閥前。否則調節閥產生的射流會對渦街流量計的測量產生影響，會出現閥門開小，流量反而增大的現象。

3 渦街流量計使用注意事項

（1）隔爆［3］型渦街流量計，絕對不能在通電狀態下爆炸危險界區內打開儀表設備外殼，否則會產生非安全火花，有現場發生爆炸的危險。在檢修時要注意保護流量計外殼，尤其是隔爆接合面不能受損傷，否則影響其防爆性能。

（2）渦街流量計漩渦發生體長時間使用，發生體表面會沾污，影響其測量精度，故應定期將渦街流量計發生體從管道中取出，用酒精或汽油進行清洗。

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（3）應定期檢查渦街流量計的零點，對于插入式渦街流量計檢查儀表零點非常方便，只需將渦街流量傳感器旋轉90°即可，零點偏離較大時進行調零。

4 常見故障診斷與排除

根據以往渦街流量計的使用和維護，對渦街流量計經常出現的一些故障現象和分析、排除故障的方法進行分類，歸納如下。

4.1 故障現象：管道內有流量，渦街流量計無信號輸出

（1）原因分析 ①渦街流量計供電不正確；②渦街流量計放大板接線有虛連或斷線；③放大器損壞。

（2）故障排除 ①檢查接線是否正確，供電是否正常；②處理好渦街流量計的放大板接線虛連或斷線；③更換放大器。

4.2 故障現象：管道內無流量，但傳感器有信號輸出

（1）原因分析 ①接地不良，引入干擾；②管道震動較大；③傳感器增益過大。

（2）故障排除 ①檢查接地電阻，應不大于10Ω，否則處理接地；②對工藝管線進行減震處理；③調整增益電位器至合適值。

4.3 故障現象：管道內有正常流量，但傳感器輸出頻率為50 Hz

（1）原因分析 流量計附近有大功率的電動機或比較強的電場。

（2）故障排除 加強對信號線的屏蔽處理，并將原脈沖信號改為標準電流信號。

4.4 故障現象：正常流量時傳感器輸出信號不穩定

（1）原因分析 ①用示波器檢查輸出信號是漏脈沖，還是多脈沖，前者說明增益過小；后者說明增益過大；②流量計安裝不正確，流場產生振動。

（2）故障排除 ①調整增益電位器至合適的值；②按照流量計前后直管段的要求進行安裝。

4.5 故障現象：在調節流量時流量與閥門的開度成反比。

（1）原因分析 調節閥安裝在流量計的前面，在小流量時產生射流。

（2）故障排除 進行改造將調節閥安裝在流量計的后面。

5 結 語

在工藝介質流量的測量中，渦街流量計相對于孔板和其它的流量計來說，具有其獨特的優點，尤其是對于大口徑流量的測量或計量更顯其優勢。實踐表明，在正確安裝渦街流量計的前提下，只要對其進行精心的維護維修，渦街流量計是能夠準確測量流量的。

［1］ 何慰祖.現代化工檢測儀表 ［M］.南京：東南大學出版社，1993：30－33.

［2］ 朱炳興，王森.儀表工試題集 ［M］.北京：化學工業出版社，2002：57－58.

［3］ 杜維，樂嘉華.化工檢測技術及顯示儀表 ［M］.杭州：浙江大學出版社，2005：87－88.