[摘要]介紹了渦街流量計的系統(tǒng)構(gòu)成、工作原理及主要技術(shù)參數(shù)。對渦街流量計在應用中常見故障原因進行了分析。通過生產(chǎn)應用表明:渦街流量計對蒸汽計量正確，數(shù)據(jù)讀取方便。
適用于Lyocell纖維生產(chǎn)用蒸汽計量的流量計選型要按照生產(chǎn)要求，綜合考慮測量的安全、準確和經(jīng)濟性，并根據(jù)被測流體的性質(zhì)及流動情況確定流量測量儀表的類型和規(guī)格。渦街流量計是目前主要流量儀表之一，主要用于工業(yè)管道介質(zhì)流體的流量檢測，如氣體、液體、蒸汽等多種介質(zhì)。其特點是壓力損失小、量程范圍大、精度高，在測量工況體積流量時幾乎不受流體密度、壓力、溫度、粘度等參數(shù)的影響。
根據(jù)生產(chǎn)工況實際情況，將安裝在管道位置(高度)的渦街流量計加裝流量積算控制儀，用于在線數(shù)據(jù)顯示。SWP系列可編程自動補償流量積算控制儀適用于各種液體、蒸汽和一般氣體等的測量，可對質(zhì)量流量、體積流量、標準流量自動進行計算和累積，實現(xiàn)多種流量傳感器輸人與溫度、壓力補償模式。
1渦街流量計的系統(tǒng)構(gòu)成、主要參數(shù)及測量原理
1.1系統(tǒng)構(gòu)成
渦街流量計具有瞬時流量探測及流量累積功能，其系統(tǒng)構(gòu)成由渦街流量計、溫度補償器和流量積算控制儀三個部分組成。系統(tǒng)構(gòu)成圖見圖1。渦街流量計參數(shù)設(shè)計要求見表1;流量積算控制儀參數(shù)設(shè)計要求見表2。
表1渦街流量計參數(shù)
項目 |
測量介質(zhì) |
介質(zhì)溫度 |
輸出信號 |
補償類型 |
系數(shù)單位 |
參數(shù) |
蒸汽 |
-40℃~+350℃ |
頻率脈沖 |
溫度補償 |
P/m |
表2流量計算控制儀參數(shù)
項目 |
輸入信號 |
分度值選擇 |
儀表系數(shù) |
補償類型 |
切換顯示 |
參數(shù) |
頻率脈沖 |
全類型分度 |
自動演算 |
自動溫補 |
瞬時流量、累計值、時間、溫度、脈沖值 |
渦街流量計通過對探測介質(zhì)蒸汽流動過程中產(chǎn)生流速，釋放頻率，結(jié)合鉑電阻溫度傳感器作為補償，分別由介質(zhì)流速頻率信號和溫度PT100信號經(jīng)過中間端子排輸入至流量積算.儀。
1.2工作原理
渦街流量計應用流體振蕩原理來測量流量，在流體中設(shè)置三角柱型旋渦發(fā)生體，則從旋渦發(fā)生體兩側(cè)交替地產(chǎn)生有規(guī)則的旋渦，這種旋渦稱為卡門旋渦。旋渦在旋渦發(fā)生體下游非對稱地排列，在三角柱的旋渦發(fā)生體后上下交替產(chǎn)生正比于流速的兩列旋渦。旋渦的釋放頻率與流過旋渦發(fā)生體的流體平均速度及旋渦發(fā)生體特征寬度有關(guān)，可用公式表示:
f=stv/d
式中:
f-旋渦的釋放頻率，Hz;
v-流過旋渦發(fā)生體的流體平均速度，m/s;
d-旋渦發(fā)生體特征寬度，m;
st-雷諾數(shù)的函數(shù)，st=f(I/Re)。
當雷諾數(shù)Re在102~105范圍內(nèi)，st值約為0.2。因此，在流量測量中，要盡量滿足流體的雷諾數(shù)在102~105，此時旋渦的釋放頻率f=0.2v/d。圖2為渦街流量計探測量原理示意圖。
渦街流量計中智能流量積算控制儀采用全自動溫度補償、流量系數(shù)K自動演算、全類型分度號輸人選擇，通過具體編程流量補償系數(shù)，實現(xiàn)流量輸人的多功能性。
2實際應用
Lyocell纖維生產(chǎn)區(qū)域蒸汽用量主要分布在原液、精練及烘干工序，其中烘干區(qū)蒸汽用量最大。三個生產(chǎn)區(qū)域用蒸汽量采集數(shù)據(jù)見表3。
表3三個生產(chǎn)區(qū)域用氣量
計量區(qū)域 |
儀表系數(shù)K |
補償溫度(℃) |
脈沖值(Hz) |
瞬時流量
均值(t/h) |
累積流量(t) |
原液
精練
烘干 |
149
598
352 |
145
150
160 |
30
53
68 |
0.81
1.25
1.69 |
25
39
52 |
通過以上統(tǒng)計，生產(chǎn)區(qū)域用汽量數(shù)據(jù)與儀表校驗值一-致，采集數(shù)據(jù)與生產(chǎn)總蒸汽量基本吻合，且在Lyocell纖維生產(chǎn)區(qū)生產(chǎn)工藝穩(wěn)定的前提下，流量瞬時值、累積值顯示準確，數(shù)據(jù)讀取方便。使用結(jié)果表明，渦街流量計在蒸汽計量中的應用效果顯著，能夠滿足蒸汽計量需要。
3.常見故障分析
3.1管道中有蒸汽流動而無信號輸出或瞬時流量無顯示
首先檢查電路接線及電源電壓是否正確;確認管道中確實有流量，且大于可測流量下限.值;檢查小流量切除值是否過大;檢查流量計傳感器是否正常，將傳感器兩個引線由放大板.拆下，用萬用表測量傳感頭兩引線之間阻值和傳感頭兩引線分別對外殼阻值，兩值均應大于2MΩ，否則需要更換傳感頭。若傳感頭輸出信號正常，流量積算儀接收信號無反饋，則判斷流量積算儀損壞。
3.2流量計測量誤差大
檢查溫度補償鉑電阻是否損壞;檢查儀表周圍是否有較強的電干擾信號,若有電干擾信號，則需加強屏蔽和接地措施;查看儀表是否超過檢定周期;檢查管道是否有泄漏;確定生產(chǎn)工藝流程是否穩(wěn)定。
4結(jié)論
蒸汽作為被測流體介質(zhì)，選擇渦街流量計的優(yōu)勢明顯。渦街流量計測量范圍廣、靈敏度高，能夠滿足生產(chǎn)中蒸汽能源計量的需要。
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