涡街流量计的测量不准的几个原因 流量计如何操作

 涡街流量计的测量不准的几个原因

1.涡街流量计选型。涡街流量计的技术来说，一般一个口径一个流量范围，所以在选择涡街的时候，一定要提供准确的参数，这样才可以选到合适口径的涡街流量计。如果实在涡街口径和管道不能匹配，建议采用变径方式解决。 2.流量波动情况。有客户反映，流量计在测量的时候，会发生波动，首先涡街流量计安装的时候必须保证前后直管段。前10D后5D的直管段，才能保证流量测量的稳定性。 3、参数整定方向的因素：因为参数过错，致使外表指示有误.参数过错使得二次仪表满度频率核算过错，满度频率相差不多的使得指示长时间禁绝，实践满度频率大于核算的满度频率的使得指示大范围动摇，无法读数，而材料上参数的不一致性又影响了参数，*终经过从头标定对比判定了参数，处理了这一疑问。 4、涡街流量计旋涡发生体迎流面堆积的影响，假如被测流体中存在黏性颗粒，便可能会逐步堆积在旋涡发生体迎流面上，使其几何形状和尺度发生改变，因此流量系数也相应改变，因此在运用中要注意。 5、温度.压力对测量的影响，蒸汽的时候尤其重要。蒸汽分为过热蒸汽和饱和蒸汽，不同的温度压力，蒸汽的密度是不同的，所以在测量的时候，建议配温度和压力变送器。 1.耐高温，可达450℃金属转子流量计，金属管浮子流量计，威力巴流量计。

2.适宜小口径低流速气体、液体及蒸汽流量的测量。

3.磁耦合原理无泄漏耐高压。

4.受一定粘度影响，不宜测量高粘度介质。

5.当流量超过100m3/h水流量时，压损大。

6.多用于过程控制用仪表，可以精度1%，一般为1.5%，量程比10:1。

7.本安防爆、隔爆型全有，适合危险场合。

8.较为适用的安装方式为下进上出垂直安装。

9.有就地指针型、电池型、二线制型、220V交流供电型等多种形式可供选择。

10.测量高温低温(-30℃以下)介质时，可以采用夹套型。

11.不适宜测量密度变化大的介质。

12.不适宜测量脉动介质流量(如计量泵出口)。

13.对于气体本表无温压补偿，需另行考虑。

14.对于多台仪表密集安装或碳钢工艺管道经过仪表附近时，要与仪表保持100mm以上的距离，避免磁场干扰。

15.对于含有大量铁磁性颗粒介质流量测量时，要在仪表前加装磁过滤器，并定时进行吹扫。

16.若选用隔爆场合使用仪表，要选用圆壳M4指示器。

17.金属管浮子流量计对直管段的要求不高，一般为前5D后250mm即可。

18.流量计高低报警一般为集电极开路OC门方式，需外加继电器进行电流放大，也可选继电器输出型，触点容量为1A@30VDC或0.25A@250VAC金属转子流量计的应用越来越广泛。 对如今广泛应用的热电联产，蒸汽计量不仅关系到能源的统计和考核，还直接关系到产汽单位和用汽单位的经济效益。目前工业上使用的流量计品种很多，由于涡街流量计结构简单、安装维护方便，已被广泛应用。本文就涡街流量计在蒸汽计量应用中的若干问题进行分析。

1 工作原理

涡街流量计实现流量测量的理论基础是流体力学中著名的卡门涡街流量原理。

如图1所示，在流体中设置旋涡发生体（阻流体），随着流体沿旋涡发生体流动的速度加快，从旋涡发生体两侧交替产生有规律的旋涡，这种旋涡称为卡门旋涡。

由于旋涡之间的相互影响，这些涡列多数是不稳定的，卡门对涡列的稳定性条件进行了研究并得到结论：只有形成相互交替的内旋的两排涡列，且当两旋涡列之间的距离h和同列的两旋涡之间距离l之比满足：h/l=0.281时，这样的涡街列才是稳定的（图1）。

图1 卡门旋涡

2 计算公式

2.1 质量流量计算公式

涡街流量计是根据旋涡脱离旋涡发生体的频率与流量之间的关系来测量流量的仪表，根据卡门涡街原理，旋涡频率f与管道内平均流速v有如下关系：

f=St * v/d

式中：St是斯特劳哈尔数，d是旋涡发生体的特征宽度。

由上式可见f与管流流速成正比。由上式可得被测流体的瞬时流量和质量流量公式：

式中：M为质量流量；r为管道内径；ρ为流体的密度。通过在气体标定装置或水的标定装置上检定可以获得仪表系数K，K是单位工况体积介质流过流量计时产生的脉冲数（即旋涡个数），即一个脉冲反过来代表多少工况体积的流体介质。

K=f/Q

由上式可得：

M=Q*ρ=fρ/K

交替产生的旋涡数通过压电元件检测出频率f，经电子线路检测后输出到仪表单片机进行运算处理并显示流体流量。

2.2 温度压力补偿

对于使用涡街流量计测量流体体积流量，在其测量范围内，这种体积流量不受流体温度、压力、密度、粘度、成分等性质变化所影响，因而是准确的，不需要任何温度、压力补偿。

但在实际生产中，一般测量蒸汽流量时习惯上以质量流量作为结算方式，单位用kg/h或t/h表示。所以上述体积流量Q需要引入蒸汽密度ρ（P，T）参数进行折算：

M(P,T)=Q*ρ(P,T)

而蒸汽密度ρ是直接受到蒸汽工作状态如温度T、压力P等影响的，例如温度为190℃的蒸汽，当压力由1.1MPa上升到1.2MPa时，其密度约增大了10%，如表1所示。可见，蒸汽性质变化或操作条件波动时会产生一定的附加误差。因此在体积流量检测的同时还要进行温度压力的检测，也即通过T、P对ρ进行实时补偿以消除系统的附加误差，保证最终需要的检测结果即质量流量的准确性，而这些补偿运算工作均在流量积算仪中自动完成。所以，应用涡街流量计测量蒸汽流量时，温度压力补偿是很有必要的。

表1 饱和蒸汽密度表

在本测量系统中，蒸汽的体积流量Q、压力P和温度T分别通过涡街流量计、压力变送器和热电阻（Pt100）的检测而转换为脉冲、4mA～20mADC和电阻值信号，并同时输入现场的智能流量积算仪进行运算和显示，其读数即为补偿后的蒸汽质量流量M。

3 现场安装注意事项及我司安装情况

涡街流量计有多种结构形式，安装人员必须了解所装仪表的具体结构和特点。

3.1 选择合理的安装场所

安装场所应避开强电力设备、高频设备等；避免安装在高温和强腐蚀的环境中；避免安装在强烈震动的地方，而且应选择方便安装、布线和维修的地点。我司的蒸汽用户为糖厂、纸厂、方便面厂等，安装环境相对来说较好，但由于设备多安放于露天，为了保护设备，均加装了铁罩。

3.2 上下游配管应满足安装要求

在管路上选择安装位置时应保证上游直管段的长度大于15D，且应尽量的增加上游直管段的长度。对于同心扩大管，上游直管段的长度应大于40D，而同心收缩管，上游直管段的长度应大于20D。下游直管段的长度应保证大于5D。要注意调节阀在小流量时易产生射流，阀后安装流量计直管段过短会造成涡衔流量计工作不稳定。蒸汽用户多位于工业园里，蒸汽管路均有较长的直管段，直管段都在100D以上。

3.3 减振措施

涡街流量计是以流体振动原理工作的，因此传感器安装应避开强烈振动，特别是横向的振动，会给仪表带来干扰信号。如仪表装在震动较强的管道上，则应采取减振措施，在传感器上安装防振座并加防振垫。由于现场没有较大的振动源，因此未加装减振措施。

3.4 取温点和取压点的安装

实施流体温度、压力补偿时，应合理选择温度、压力测口的位置。上游如果有插入式测温元件，会产生频率很高的旋涡，类似阀门干扰，因此必须远离流量计，一般取温点都安装在流量计后，因为流量计前后基本不会有多大的温差，完全能满足温度测量的要求。而安装取压点时孔不必开得很大，也不能有焊渣探入到管边中，更不允许取压管有伸入管内的情况发生。如图2所示。

图2 温度和压力补偿时的安装位置

3.5 旁路管的安装

如选用的是管道式的涡街流量计，为了不断流地检查或清洗流量计，一般可加装旁路管道。而对于插入式的涡街流量计，则可在不断流的情况下将其拆出清洗或更换。我司选用的均为插入式的涡街流量计，因此并未安装旁路。插入式的涡街流量计安装和维护都比较方便，能在不影响蒸汽用户生产的情况下对其进行维护。

3.6 接地

接地应遵循一点接地原则，接地电阻应小于10Ω，整体型和分离型的涡街流量计都应在传感器一侧接地，转换器外壳接地点也应与传感器同地。

4 维护及应用

4.1 日常维护

（1）涡街流量计一般安装于室外，条件允许的话可加装铁硼，或安装不锈钢保护箱来保护。

（2）一般检查：检查主管道上各法兰、阀门、测压孔、测温孔及接头应无渗漏现象，管道的振动情况是否符合使用说明书的规定。

（3）如涡街流量计测量数值偏低，则应首先检查管路是否有漏汽或漏水的情况，再则轻敲流量计与管道的连接处，看流量数值是否有变化。或者测量探头的电容，如果偏低，则应更换探头。

（4）如涡街流量计测量数值偏大，则应首先检查管路是否存在震动和屏蔽线是否接触不良。在没有使用蒸汽的情况下仍有较大的流量数值，则需由相关部门对设备进行校验。

4.2 蒸汽测量的应用

对于用户数量不多且距离不算太远的蒸汽用户，我们可以使用无纸记录仪，对每位蒸汽用户的流量、累积流量、压力、温度等参数和掉电情况进行数据的记录并保存，定期对无纸记录仪中的数据进行拷贝和备份，以查看用户的使用情况。

如果蒸汽用户数量较多且距离较远，则会不方便管理，为此我们利用流量积算仪的通讯功能（RS485）和专网无线传输技术，与上位计算机构成网络，将各测量点的计量数据实时传输到热电公司的DCS系统中进行监控与储存，可在主机中随时查看到任何一个用户的流量、累积流量、压力、温度等参数和掉电情况，从而实现了远传监控管理，也成为企业信息化建设的一部分。

5 结语

涡街流量计因其结构简单牢固、维护方便，输出脉冲信号与流量成正比，无零点漂移，压力损失较小等的优点，发展较快，应用不断扩大。了解涡街流量计的工作原理，了解现场安装及应用的基本知识及相关经验，可发挥涡街流量计的优势，更好的服务于工业测量领域。

参考文献
[1]乐嘉谦.仪表工手册[M].北京：化学工业出版社.
[2]纪纲.流量测量仪表应用技巧[M].北京：化学工业出版社.
[3]上海华强仪表有限公司，HQ960系列涡街流量计产品说明书.

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