涡街流量计的安装与使用

史晓军，田广霁

（1 辽宁大唐国际阜新煤制天然气有限责任公司，辽宁阜新123000；2 辽宁省煤制天然气工程技术研究中心，辽宁阜新123000；3 辽宁省煤制天然气工程研究中心，辽宁阜新123000；4 辽宁大唐国际阜新煤制天然气有限责任公司企业博士后科研基地，辽宁阜新123000）

涡街流量计［1］普遍应用于化工、电力企业的供水、供气和循环冷却水系统，有满管式涡街流量计和插入式涡街流量计两种。满管式涡街流量计适用于小管径高流速流体，插入式涡街流量计适用于大管径低流速流体。涡街流量计流体自然振荡的测量原理决定了其所在管道振动、周围工频干扰、直管段不足等施工安装问题，都将影响到涡街流量计的测量，甚至产生非常大的偏差，这在新建的项目中经常出现。大唐阜新煤制天然气项目加压气化、酚回收、甲烷化装置等设计采用了112台套涡街流量计，为确保涡街流量计的正确使用，必须采取相应的抗干扰措施，切实做好流量计的施工安装。

1 涡街流量计的工作原理

涡街流量计又称卡门旋涡流量计，其工作原理如图1，是利用流体自然振荡的原理制成的一种分离型流量计［2］。当流体以足够大的流速流过垂直于流体流向的物体时，若该物体的尺寸适当，就会在物体的后面沿两条平行直线上产生整齐排列且转向相反的涡列。涡列的个数，即涡街的频率与流体的流速成正比，如式 （1）所示。

图1 涡街流量计的工作原理图

2 涡街流量计安装注意事项

2.1 涡街流量计安装方式的选择

涡街流量计既可安装在水平管道上，也可安装在垂直管道上。因为涡街流量计是一种速度式流量计，要实现准确测量，必须注意保证满管测量，故在水平管道上安装涡街流量计，一般应选择安装在管道的最低处，安装在垂直管道时，流体的流向应自下而上。

2.2 涡街流量计直管段要求

涡街流量计的安装对其前后直管段的要求是非常苛刻的，流量计上游要保证有10 D～35 D的直管段 （D为管道直径），流量计下游直管段应不小于5 D，上游直管段长短视上游有无直角弯、扩大管、缩径管而定。特别注意，在直管段满足要求的情况下，流量计应尽量选择安装在前后直管段尽量大的管道位置处，这样能够保证流量计上下游节流件所造成的紊流不致影响到流量计测量精度。

2.3 涡街流量计安装位置的选择

（1）管道的强烈震动会对涡街流量计的测量产生一定的影响，故在选择涡街流量计安装位置时，应尽量避免安装在有强烈震动的管道上，以免影响测量精度。当管道有震动时，必须采取减震措施。

（2）工频干扰信号存在也会对涡街流量计的测量产生非常大的影响，工频信号会叠加到测量信号中去。故涡街流量计尽量避免安装在大功率电动机等存在的环境里，在此环境下，必须采取做好仪表接地，选用屏蔽电缆，信号的传输方式采用直流信号等措施消除工频干扰。

（3）涡街流量计漩涡发生体的迎流面必须正对着流体流动方向，安装时应特别注意，否则会产生非常大的偏差。

（4）在涡街流量计带有流量调节的系统中，涡街流量计即使满足直管段要求，也必须安装在调节阀前。否则调节阀产生的射流会对涡街流量计的测量产生影响，会出现阀门开小，流量反而增大的现象。

3 涡街流量计使用注意事项

（1）隔爆［3］型涡街流量计，绝对不能在通电状态下爆炸危险界区内打开仪表设备外壳，否则会产生非安全火花，有现场发生爆炸的危险。在检修时要注意保护流量计外壳，尤其是隔爆接合面不能受损伤，否则影响其防爆性能。

（2）涡街流量计漩涡发生体长时间使用，发生体表面会沾污，影响其测量精度，故应定期将涡街流量计发生体从管道中取出，用酒精或汽油进行清洗。

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（3）应定期检查涡街流量计的零点，对于插入式涡街流量计检查仪表零点非常方便，只需将涡街流量传感器旋转90°即可，零点偏离较大时进行调零。

4 常见故障诊断与排除

根据以往涡街流量计的使用和维护，对涡街流量计经常出现的一些故障现象和分析、排除故障的方法进行分类，归纳如下。

4.1 故障现象：管道内有流量，涡街流量计无信号输出

（1）原因分析 ①涡街流量计供电不正确；②涡街流量计放大板接线有虚连或断线；③放大器损坏。

（2）故障排除 ①检查接线是否正确，供电是否正常；②处理好涡街流量计的放大板接线虚连或断线；③更换放大器。

4.2 故障现象：管道内无流量，但传感器有信号输出

（1）原因分析 ①接地不良，引入干扰；②管道震动较大；③传感器增益过大。

（2）故障排除 ①检查接地电阻，应不大于10Ω，否则处理接地；②对工艺管线进行减震处理；③调整增益电位器至合适值。

4.3 故障现象：管道内有正常流量，但传感器输出频率为50 Hz

（1）原因分析 流量计附近有大功率的电动机或比较强的电场。

（2）故障排除 加强对信号线的屏蔽处理，并将原脉冲信号改为标准电流信号。

4.4 故障现象：正常流量时传感器输出信号不稳定

（1）原因分析 ①用示波器检查输出信号是漏脉冲，还是多脉冲，前者说明增益过小；后者说明增益过大；②流量计安装不正确，流场产生振动。

（2）故障排除 ①调整增益电位器至合适的值；②按照流量计前后直管段的要求进行安装。

4.5 故障现象：在调节流量时流量与阀门的开度成反比。

（1）原因分析 调节阀安装在流量计的前面，在小流量时产生射流。

（2）故障排除 进行改造将调节阀安装在流量计的后面。

5 结 语

在工艺介质流量的测量中，涡街流量计相对于孔板和其它的流量计来说，具有其独特的优点，尤其是对于大口径流量的测量或计量更显其优势。实践表明，在正确安装涡街流量计的前提下，只要对其进行精心的维护维修，涡街流量计是能够准确测量流量的。

［1］ 何慰祖.现代化工检测仪表 ［M］.南京：东南大学出版社，1993：30－33.

［2］ 朱炳兴，王森.仪表工试题集 ［M］.北京：化学工业出版社，2002：57－58.

［3］ 杜维，乐嘉华.化工检测技术及显示仪表 ［M］.杭州：浙江大学出版社，2005：87－88.