摘要：渦街流量(liàng)計
是現代石油(you)化工生産中測(ce)量流量的重要(yao)工具之一。簡述(shu)了渦🤩街流量計(jì)的測量原理，詳(xiang)細闡述了解決(jué)渦街流量計選(xuǎn)型的注意事項(xiang)，提出了儀表選(xuan)型、安裝、管理與(yǔ)維護的建議。
目(mù)前，渦街流量計(jì)不同品牌之間(jiān)的性能差距較(jiao)大，根據市場調(diao)研與用戶反饋(kui)，以艾默生和橫(héng)河爲代表的品(pin)牌，是爲大家公(gōng)認使用情況較(jiao)好的産品。然而(er)即使是渦街流(liu)量計産品，在現(xian)場遇到流量範(fàn)圍偏離、流量波(bo)動較大、配管與(yǔ)安裝情況較差(chà)、流量信号微弱(ruo)以及現場幹擾(rao)情況惡劣等不(bú)良工況條件，依(yī)舊會出現🐪大量(liang)使用失敗的☂️情(qing)形，且該問題非(fei)常普遍，也影響(xiang)着用戶對于渦(wo)街流量🆚計的态(tài)度，并逐漸在業(ye)内形成：“渦街流(liu)量計僅能在液(yè)體、蒸汽上使用(yòng)”的評價。
爲了保(bao)證在項目中能(néng)夠使用到真正(zheng)好用的産品，避(bi)免投運📧和後期(qī)維護時的麻煩(fán)，選用渦街的核(he)心原則是：更強(qiáng)的抗振能力🐇，更(geng)寬的量程比，更(geng)可靠的接液材(cái)質，更持久的傳(chuan)感器壽命，更優(yōu)秀的現場配管(guǎn)安裝适應能力(li)。文章簡述了♌渦(wō)街流量計的測(cè)量原理，詳細闡(chan)述了解決渦街(jie)流量計選型的(de)注意事項，提供(gòng)了儀表的選型(xing)、安裝、管🐇理與維(wéi)護的建議。
1.渦街(jie)流量計的工作(zuo)原理
渦街流量(liang)計的工作原理(lǐ)（見圖1）是在流體(ti)中插入一物體(ti)時，流體流動受(shòu)到影響，在障礙(ai)物後的兩側就(jiù)會交替分離釋(shì)放出兩列旋渦(wo)，在下遊形成互(hu)相平行的２個旋(xuan)渦流。障礙物就(jiù)是旋渦發生體(ti)，它可以是🌐梯形(xíng)柱、三棱柱體或(huo)者圓柱體等。一(yi)般情況下，物體(ti)後面産生的渦(wō)列是不穩定的(de)，當渦列的間距(ju)Ｈ和旋渦的距離(lí)L滿足H/L＝0.281時，渦列達(da)到穩定狀态，此(cǐ)渦列✉️稱爲卡門(men)渦街♌。卡門渦💋街(jie)旋渦的發放頻(pín)率ｆ與流體的流(liú)速以及發放體(tǐ)的特😘征尺寸d（即(jí)發放體的寬度(dù)）的關系見式（1）。
ƒ＝St*ʋ/d（1）
式(shi)中:ƒ爲渦街發生(sheng)頻率，Hz;St爲斯特勞(lao)哈爾數，爲無量(liàng)綱數，與🆚旋♍渦發(fa)生體及雷諾數(shù)有關;ʋ爲流速，m/s;d爲(wèi)發生體迎面寬(kuan)度🔞。
在(zài)雷諾數一定範(fàn)圍内，St是恒定的(de)，d是固定的，因此(cǐ)ƒ與☂️ʋ成㊙️正比，通過(guo)傳感器可檢測(cè)出ƒ，即可求出流(liu)速ʋ。通過ʋ可以求(qiú)出流體的體積(ji)流量，進而又可(kě)以求出流體的(de)質量流量。
2渦街(jie)流量計選擇的(de)原則
2.1抗振能力(li)選擇
渦街流量(liàng)計用不好的關(guan)鍵原因是抗振(zhen)能力弱，從而🌈導(dǎo)緻🏃測量下限不(bu)足，在現場出現(xian)諸如“零點不.幹(gan)淨、小流量不指(zhǐ)示”等♊問題，因此(ci)選擇渦街流量(liang)計時❄️，要選擇抗(kàng)振能力強的渦(wō)街流💁量計。工信(xin)部2016年發布并實(shí)施的《石油化工(gong)自動化儀表設(she)計選型規範》(SH/T3005-2016)中(zhōng)⛹🏻♀️指出:“當選用渦(wō)街流量計㊙️時，測(cè)量振動場合的(de)流體💃流量應選(xuan)用抗振型渦街(jiē)流量🔴計，其抗振(zhèn)強度不宜低于(yú)2g”。因此♉無論是在(zài)設計院的選型(xing)數據表還是在(zài)招标技術要求(qiu)中，應該對抗振(zhen)能力提出明确(què)的要求，最好要(yao)求制造商提供(gòng)“抗振型渦街流(liu)量計型式批準(zhǔn)證明文件”。如果(guǒ)由于現實原因(yin)，導緻💔具備官方(fāng)認證的抗振型(xíng)渦街流量計生(sheng)産商數量沒有(yǒu)達到招标要求(qiú)時，可參考企業(ye)自身或者同行(háng)業以往的渦街(jie)流量🏒計使用情(qíng)況，甄選出1到2家(jiā)抗振能力尚可(kě)的合格供應商(shang)并邀請其參與(yǔ)競标。
2.2量程比選(xuan)擇
渦街流量計(jì)是1種數字式儀(yi)表，根據數字原(yuán)理的特性，實✂️際(ji)流量一旦低于(yú)渦街流量計測(cè)量下限，并非是(shì)精度下降，而是(shì)示值直接歸零(líng)，無法顯示流量(liang)的基本趨勢;或(huò)者🥵當實際流量(liang)高于上限👄時，出(chu)現可怕的“倒走(zou)現象”，現場指示(shi)甚至遠低于實(shí)際流量，流量趨(qū)勢出現完全相(xiàng)反的狀況，造成(cheng)控制🤟回路.崩潰(kui)，甚至傳感器、渦(wō)🔴街發生體斷裂(lie)的危險。正因爲(wèi)渦街流量計的(de)這種特性，在選(xuan)用時必須要對(dui)其量程比做出(chū)要求，要求渦街(jiē)流量計的量程(chéng)比至少要在30:1以(yǐ)上(企業也可📞以(yǐ)在儀表計🌂算書(shū)中體現更大的(de)量程比👄)。該要求(qiú)的目的是爲應(ying)對㊙️工藝參數與(yǔ)實際投運工況(kuàng)參數嚴重不吻(wěn)合，或者生🏃産過(guo)程中的流量大(dà)範圍波動以及(ji)後期流量的調(diào)整，隻有選用比(bi)較寬泛的量程(cheng)比，才能在渦街(jiē)流量計選型時(shí)将.上述3種情況(kuang)涵蓋其中，留足(zú)量程餘量，使得(dé)現場實際的流(liu)量♌變化範圍一(yi)直在渦街流量(liàng)計的正常測量(liang)範圍當中
2.3傳感(gǎn)器材質選擇
要(yao)想選好渦街傳(chuan)感器，需要知道(dao)渦街流量計的(de)内😄部結📱構。渦街(jie)流量計的内部(bu)結構示意圖見(jian)圖2。
當介質流過(guo)渦街發生體産(chǎn)生卡門渦街後(hou)，其後部的測量(liang)傳感器受到漩(xuan)渦的渦街升力(li)，進而測得渦街(jiē)發🈲生頻率，計算(suàn)出介質流量,。
目(mu)前市場中在用(yong)的比較主流的(de)傳感器大都是(shi)應力式或電容(rong)式。應力式傳感(gǎn)器的傳感器結(jié)構示意圖見💁圖(tu)3.
由于壓電陶瓷(cí)本身的性質，如(ru)果其裸露在介(jiè)質中，很容易被(bei)高速的卡門渦(wo)街折斷，因此其(qí)外面都會設置(zhì)一層✔️金屬外保(bǎo)護殼。如何金屬(shu)外保護殼很厚(hòu)，會影響💯渦街升(shēng)💃🏻力傳導至壓電(dian)陶瓷的信号;如(rú)果金屬外保護(hù)💃殼太薄，則很難(nan)起到保護效果(guǒ)❤️，因此金.屬外保(bǎo)護殼應該選用(yòng)強度高的材質(zhì)。
衆所周知，物體(tǐ)的質量越大，慣(guàn)性就越大，所以(yi)傳感器質量越(yue)大越容易受到(dao)外界振動的幹(gàn)擾，使其難以區(qū)分正常的渦街(jiē)升力㊙️和外界振(zhen)動幹擾。因此傳(chuán)🏃♀️感器外殼應該(gai)選擇質量輕強(qiang)度高的✨材質。
2.4縮(suo)頸選擇
對于設(shè)計單位而言，絕(jue)大多數工藝管(guan)道專業在選擇(ze)管道🚶口徑時，爲(wei)了免除管道設(she)計偏小而出現(xian)的👨❤️👨無法挽回的(de)問🐪題與責任🧑🏽🤝🧑🏻，往(wang)往都會将管道(dao)設計偏大。這種(zhǒng)情況會♈導緻自(zì)控專業在流量(liang)計選型時頻繁(fan)面臨縮徑問題(ti)，尤其對于渦街(jiē)流量計而言，流(liu)速偏.低可能直(zhí)接導緻無指示(shì)，最終無法有效(xiào)顯示流量趨勢(shi)。因此渦街流量(liang)計在選型時，企(qǐ)業要依♻️據自身(shēn)的工藝特點及(ji)現場布置環境(jing)兼顧廠家的安(an)裝建議，選用合(he)适的縮😄徑産品(pǐn)。
随着儀表技術(shù)的不斷發展，不(bu)同的渦街流量(liàng)計.廠家👨❤️👨在😘縮徑(jìng)㊙️方面的技術開(kāi)始出現較大的(de)差異化。較傳統(tǒng)🚩的縮徑方式(見(jiàn)圖4)，有的廠家開(kāi)發出了可内縮(suo)😍一檔、兩檔的産(chan)品，也有🏃可以無(wu)極數限制無限(xiàn)内縮🈲的産品，或(huo)者僅需大小頭(tou)，無需變徑直管(guǎn)‼️段的産品(見圖(tu)5)。
從圖4和圖5可以(yǐ)看出，儀表内部(bù)縮頸在配管成(cheng)本、配管安🐆裝的(de)複雜程度、後期(qī)的更換以及維(wei)護成本上具有(yǒu)優勢，可以爲用(yòng)戶節㊙️省大筆材(cái)料、人工和時間(jiān)成本，因此企業(ye)應根據🔅裝置實(shi)際情況選擇合(hé)适的内縮頸産(chǎn)品。
3結束語
渦街(jie)流量計優點很(hěn)多，如壓力損失(shī)小、整體結構堅(jian)固無可動部件(jiàn)、維護量小、測量(liang)精度高等。但任(rèn)何儀表都🚶得在(zai)合适⭐的工況下(xia)才能發揮其應(ying)有的作用。因此(ci)要對渦街🏃♂️流量(liàng)計♋的性能、特點(diǎn)進行全面深入(ru)的了解，這樣才(cai)能使🏒渦街流量(liàng)計成爲石油化(hua)工測量中的助(zhu)手。
本文來源于(yu)網絡,如有侵權(quan)聯系即删除！