摘要(yào)：渦輪(lún)流(liú)量計 是一種(zhǒng)速度(dù)式流量測(cè)量儀表，因其有測量(liàng)範(fàn)圍度寬(kuān)、精度高、耐(nài)高壓(yā)、抗幹擾能力強(qiáng)、結構緊湊(còu)、容(róng)易維修(xiū)等特點，在(zài)冶金(jīn)、化(huà)工等行(háng)業流量(liàng)測量中(zhōng)得到了(le)廣泛的(de)應用。通過介紹渦輪流量計的結構、工(gōng)作(zuò)原理(lǐ)以及不鏽鋼廠(chǎng)退火爐天然氣(qì)測量(liàng)中渦(wō)輪(lún)流量計的(de)應用情(qíng)況、出現(xiàn)的(de)故障和解(jiě)決辦法，得(dé)出使用 智(zhì)能渦(wō)輪流量計(jì) 應(yīng)注意的幾點(diǎn)事項。
　　流量(liàng)測(cè)量(liàng)的方(fāng)法有(yǒu)很多，測量儀表(biǎo)的種(zhǒng)類也(yě)是多種多樣。渦輪流(liú)量計是一(yī)種速度式(shì)流量儀表(biǎo)，它(tā)的精度很高，一(yī)般(bān)可達(dá)到指示(shì)值的0.2%～0.5%，而(ér)且在(zài)線性流量(liàng)範圍(wéi)内，即使流量有所(suǒ)變化也(yě)不會降低累計(jì)精度。此(cǐ)外，還(hái)具有耐高壓、測量(liàng)範圍寬(kuān)，數字信号輸(shū)出，容易維(wéi)修等特點，因而(ér)得到(dào)了廣(guǎng)泛的應用。
1渦輪(lún)流量計的結構
　　渦輪(lún)流量計在結構(gòu)上(shàng)主(zhǔ)要由渦輪(lún)、軸承以及(jí)前(qián)置放大(dà)器組(zǔ)成。其(qí)結構如(rú)圖1所示(shì)。

　　其中(zhōng)渦輪是由(yóu)具有(yǒu)導磁性能的不(bú)鏽鋼材(cái)料制成(chéng)的，裝(zhuāng)有螺(luó)旋狀(zhuàng)葉片，葉片數量(liàng)根據直徑變化(huà)而不同，2～24片(piàn)不等(děng)。通常爲(wèi)了使渦輪對(duì)流速變化(huà)的響應特性好(hǎo)，渦輪(lún)的質量應(yīng)該盡可(kě)能(néng)的小。渦輪(lún)流量(liàng)計的(de)軸承(chéng)可分爲滾(gǔn)珠(zhū)軸承和滑動(dòng)軸承兩種。滾(gǔn)珠(zhū)軸承因材料易受腐蝕(shí)，同(tóng)時在(zài)滾珠(zhū)之間存在異物時會産生(shēng)急劇(jù)磨(mó)損(sǔn)等(děng)缺(quē)點，因此(cǐ)目(mù)前主要采用(yòng)耐磨性(xìng)能好的如(rú)聚四(sì)氟乙(yǐ)烯、石墨碳(tàn)化鎢等材(cái)料(liào)做成的滑動軸承(chéng)。前置放(fàng)大(dà)器（圖1中的(de)脈(mò)沖(chòng)信号(hào)放大器）的(de)作用是将渦(wō)輪旋轉(zhuǎn)的次數變(biàn)換成(chéng)電脈(mò)沖輸出，通常采(cǎi)用的都是磁式前置放大(dà)器。
　　前置放(fàng)大器由磁電(diàn)感應轉(zhuǎn)換器與放大整形電路兩(liǎng)部分(fèn)組(zǔ)成，示意圖見(jiàn)圖2所(suǒ)示。

　　磁電(diàn)轉換(huàn)器(qì)國(guó)内一(yī)般(bān)采(cǎi)用磁阻式(shì)，它由(yóu)永(yǒng)久磁鋼(gāng)及外(wài)部纏繞的感應線圈組成。當流(liú)體通過使(shǐ)葉(yè)輪旋轉時，葉(yè)片在(zài)永久磁鋼(gāng)正下(xià)方時(shí)磁阻最小，兩(liǎng)葉片空(kōng)隙在(zài)磁(cí)鋼下方(fāng)時磁(cí)阻最大，渦(wō)輪旅(lǚ)轉，不(bú)斷地改變磁路(lù)的磁通量，使線圈中産生變(biàn)化的感(gǎn)應電(diàn)勢，送(sòng)入放(fàng)大整(zhěng)形電路，變(biàn)成脈沖信号。
2渦(wō)輪流量計的工作原(yuán)理
　　渦輪流(liú)量(liàng)計(jì)是(shì)一種速(sù)度式的流量(liàng)測(cè)量儀表(biǎo)，其工作(zuò)原理示意圖如(rú)圖3所示，流量測量的(de)核心(xīn)部分(fèn)是渦(wō)輪流量傳(chuán)感器(qì)，它主要是(shì)由葉輪和磁電(diàn)感應線圈(quān)兩部分組(zǔ)成，葉輪的(de)軸心與(yǔ)管道中心是(shì)一緻(zhì)的，可以自由轉(zhuǎn)動，葉(yè)輪的(de)葉(yè)片與流(liú)體流(liú)動方向成(chéng)一定角度(dù)。因此(cǐ)，當流體流過管(guǎn)道時，渦(wō)輪(lún)就會(huì)在流體沖擊下(xià)沿(yán)管道軸向旋(xuán)轉，其旋轉(zhuǎn)速率會随着流(liú)量不(bú)同而變化(huà)，流速(sù)越高，流(liú)體的動(dòng)能就越大(dà)，渦輪(lún)的轉(zhuǎn)動(dòng)速度也就越快。代表着(zhe)流體流量(liàng)大小的渦(wō)輪轉(zhuǎn)速經磁電(diàn)感應(yīng)放大(dà)器轉換爲一定頻率(lǜ)的電脈沖(chòng)，再通(tōng)過顯示儀(yí)表進(jìn)行積算和(hé)顯示（圖1）。

　　渦輪流量計(jì)通常是通(tōng)過不同的計算(suàn)方法(fǎ)，可以分别(bié)對瞬時(shí)流量和累計流量進行(háng)顯示。而當儀表殼體(tǐ)内永久磁(cí)鋼(gāng)産生的(de)磁力(lì)線被旋轉(zhuǎn)的(de)渦(wō)輪葉片切(qiē)割時，就會(huì)引起(qǐ)磁感(gǎn)應線圈磁通量的變化(huà)，進而磁(cí)通周(zhōu)期變化信号經過前置放(fàng)大器的(de)放大、整(zhěng)形，就會産生與(yǔ)流(liú)速成(chéng)正(zhèng)比的脈沖(chòng)信号，脈沖(chòng)信号經流(liú)量積(jī)算電路換(huàn)算後(hòu)顯示累積流量(liàng)值，同(tóng)時經頻率(lǜ)電流轉換電路(lù)轉換(huàn)成模(mó)拟電(diàn)流量，進而(ér)顯示(shì)瞬時流量值。
3渦(wō)輪流(liú)量計的應用情(qíng)況
　　酒鋼不(bú)鏽鋼(gāng)廠退火爐溫度(dù)控制燃燒系統(tǒng)中，天然氣(qì)的測(cè)量(liàng)采(cǎi)用的(de)是德國(guó)制造的de250z100-40b型帶電子計數器的渦輪流量計，它(tā)屬于elsterq系列(liè)，elsterq系(xì)列渦輪流量(liàng)計是(shì)一種(zhǒng)穩定(dìng)耐用(yòng)和精(jīng)度好(hǎo)的是用于所需(xū)求的工業(yè)計量(liàng)儀表。同時(shí)還具(jù)有自潤滑軸承(chéng)，使得流量計不(bú)需要(yào)維護。該流(liú)量計(jì)配有(yǒu)一個(gè)電子計(jì)數(shù)器，除(chú)了能夠記(jì)錄實(shí)際的(de)工況流量（vb，m3）外，它還(hái)可(kě)以顯(xiǎn)示瞬時流量（qb,m3/h）以(yǐ)及(jí)某一天的流(liú)量和日期。這就(jiù)方便了用(yòng)戶很(hěn)容易計(jì)算某一(yī)段時間(jiān)内(nèi)天然(rán)氣的用量(liàng)。除此(cǐ)之外(wài)，該(gāi)流(liú)量計(jì)還具有(yǒu)結(jié)構緊湊、流量測量範(fàn)圍寬、計量精度(dù)與流(liú)體的物理(lǐ)的特性(xìng)（如密度、溫度(dù)和壓(yā)力等(děng)）無關的特點。不(bú)鏽鋼(gāng)廠(chǎng)退火爐(lú)天然氣測量的(de)範圍有兩種(zhǒng)：分(fèn)别是32～650m3/h和0～1000m3/h，它(tā)們各自分布在不鏽(xiù)鋼熱退火和冷(lěng)退火酸洗線的(de)2#爐膛的7個(gè)區上(shàng)，流量計的(de)數據(jù)接口輸(shū)出均符(fú)合國家(jiā)标準，e200namur輸(shū)出(chū)符(fú)合标準dinen50227；光(guāng)接口符(fú)合标準en1434-zvei；m-bus接口符合(hé)标準en1413。
4存在的(de)問題和(hé)解決辦法
　　不鏽鋼退(tuì)火爐天然(rán)氣流量測量用(yòng)渦輪(lún)流量(liàng)計外(wài)觀如(rú)圖4所(suǒ)示，該(gāi)渦輪(lún)流量(liàng)計與(yǔ)國産渦輪(lún)流量(liàng)計在(zài)結構(gòu)上有(yǒu)些不同，主要區别是前(qián)置放大(dà)部分是由(yóu)機械齒輪傳(chuán)動機構(gòu)實現，以及(jí)磁感(gǎn)應脈(mò)沖(chòng)轉換機構不(bú)同，但工作(zuò)原理都(dōu)是将渦輪的(de)轉速轉換成一定頻率的(de)脈沖信号(hào)。該渦輪流量(liàng)計的使(shǐ)用壽(shòu)命根據現(xiàn)場使(shǐ)用(yòng)和維護(hù)經驗(yàn)看大概是(shì)5～6年，自不鏽鋼廠2008年年底(dǐ)投産以(yǐ)來，該(gāi)渦輪流量(liàng)計已經(jīng)全(quán)部更(gèng)換過一次。通常(cháng)情況下儀(yí)表運行穩定無(wú)故障(zhàng)發生，但随着使用年限的增加(jiā)，也會發生一(yī)些(xiē)問題(tí)和故(gù)障。常(cháng)見的(de)問題(tí)和故障有(yǒu)兩個(gè)：一是(shì)天然氣流(liú)量正(zhèng)常，但儀表指示(shì)不正常，有(yǒu)卡滞(zhì)現象；二是天然(rán)氣流(liú)量無(wú)增加(jiā)或(huò)減少(shǎo)，但儀表(biǎo)指示值減(jiǎn)小。

　　由(yóu)于該渦(wō)輪流量計的整體(tǐ)結構是密(mì)閉(bì)封裝免(miǎn)維(wéi)護的，所(suǒ)以對(duì)于以(yǐ)上存在問(wèn)題和(hé)故障(zhàng)，首先檢查了連(lián)接線(xiàn)路是否(fǒu)斷路，其(qí)次是渦輪(lún)流量(liàng)計的内外連(lián)接(jiē)軸位置(zhì)是否在中心軸線(xiàn)上，結果發現渦輪轉(zhuǎn)盤(pán)支(zhī)撐(chēng)軸磨損(sǔn)并出現卡(kǎ)滞現(xiàn)象。經過仔(zǎi)細觀(guān)察和研(yán)究(jiū)，調整(zhěng)托盤(pán)與齒輪箱(xiāng)底座(zuò)間隙(xì)支撐(chēng)軸距離長度0.5mm，同(tóng)時保證連(lián)接軸(zhóu)與托盤平面垂直，内(nèi)外連接軸位置在中心軸(zhóu)線上(shàng)，一是保證(zhèng)托盤和底座有一定間隙，不産(chǎn)生摩(mó)擦(cā)卡滞，二(èr)是保證連(lián)接軸(zhóu)轉動靈(líng)活。這樣處理(lǐ)後，以(yǐ)上的(de)兩個問題(tí)故障(zhàng)全都(dōu)解決，同時(shí)經過(guò)重新比對(duì)校驗(yàn)，使得渦輪(lún)流量計又(yòu)能正(zhèng)常使(shǐ)用(yòng)和運轉(zhuǎn)。
5結語(yǔ)
　　随(suí)着科學(xué)技術的不斷發(fā)展，渦輪流量計(jì)不斷向着高精(jīng)度和免維護方向發(fā)展，對于這(zhè)類流量計，通過(guò)不鏽鋼退火爐(lú)天然氣測量渦(wō)輪流(liú)量計的長(zhǎng)期使用維(wéi)護，以及在使用(yòng)中出(chū)現的故障(zhàng)和處(chù)理經(jīng)驗，得到以(yǐ)下結論：爲(wèi)了使渦輪流量計正常運行(háng)，一(yī)是要(yào)保障流量計安(ān)裝時嚴格按照(zhào)安裝說明參數(shù)和條件(jiàn)精(jīng)準安(ān)裝(zhuāng)；二(èr)是要經常(cháng)檢查和定(dìng)期校驗，以保(bǎo)證(zhèng)流量計的正确(què)測量(liàng)和計量；三是嚴(yán)格按照使用說(shuō)明書操作和使(shǐ)用，以最(zuì)大(dà)限度(dù)的延長使用壽(shòu)命；四(sì)是出現故障時，仔細檢查(chá)儀表安裝(zhuāng)位(wèi)置(zhì)、軸承(chéng)等可見部(bù)分是(shì)否與最初(chū)使用(yòng)時出現一(yī)定偏(piān)差，電源線(xiàn)和信(xìn)号線是否完好，流量(liàng)管道是否(fǒu)堵(dǔ)塞等，然(rán)後研究解(jiě)決對(duì)策(cè)，排(pái)除故障；五(wǔ)是爲(wèi)了(le)節(jiē)約成本、物(wù)盡其用，在(zài)壽命周(zhōu)期(qī)之内不要輕易給出(chū)更換流量計的(de)決定。

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