摘要：渦街(jiē)流量(liàng)計 是現代(dài)石油化工(gōng)生産(chǎn)中測(cè)量流量的(de)重要工具(jù)之一。簡述了渦街流(liú)量計(jì)的測(cè)量原理，詳細闡述了(le)解決渦街(jiē)流(liú)量(liàng)計選型的(de)注意(yì)事項(xiàng)，提出了儀表選(xuǎn)型、安裝、管(guǎn)理與維護(hù)的建(jiàn)議。
　　目前，渦(wō)街流(liú)量計(jì)不同(tóng)品牌之間的(de)性能差(chà)距較大，根(gēn)據市場調研(yán)與用戶(hù)反饋(kuì)，以艾默生(shēng)和橫(héng)河(hé)爲(wèi)代表(biǎo)的品牌(pái)，是(shì)爲大(dà)家公認使(shǐ)用情(qíng)況較好的(de)産品(pǐn)。然而即使(shǐ)是渦(wō)街流量(liàng)計(jì)産品(pǐn)，在現場(chǎng)遇到流(liú)量範(fàn)圍(wéi)偏離、流量波(bō)動較大、配(pèi)管與安裝(zhuāng)情況(kuàng)較差、流(liú)量(liàng)信号(hào)微弱(ruò)以(yǐ)及(jí)現場幹擾(rǎo)情況(kuàng)惡劣(liè)等(děng)不(bú)良(liáng)工況條件，依舊會(huì)出現(xiàn)大量使(shǐ)用(yòng)失敗(bài)的情形，且該問(wèn)題非(fēi)常普遍，也影響着用戶對(duì)于渦街流量計的态度，并逐漸(jiàn)在業内形(xíng)成：“渦(wō)街流量計僅能在液(yè)體、蒸汽上(shàng)使用(yòng)”的評價。
　　爲了保(bǎo)證在(zài)項目中能(néng)夠使用到(dào)真正(zhèng)好用的産(chǎn)品，避免投運和(hé)後期維護時的麻煩(fán)，選用渦街(jiē)的核心原(yuán)則是：更強(qiáng)的抗振能(néng)力(lì)，更寬的量程比，更(gèng)可(kě)靠的接(jiē)液材質，更持久的傳感器(qì)壽命，更優(yōu)秀的(de)現場(chǎng)配管(guǎn)安裝适應(yīng)能力(lì)。文章簡述(shù)了渦(wō)街流(liú)量計的測(cè)量原(yuán)理，詳(xiáng)細闡(chǎn)述了解決(jué)渦(wō)街流(liú)量(liàng)計選(xuǎn)型的(de)注(zhù)意(yì)事(shì)項(xiàng)，提供了儀(yí)表的(de)選型(xíng)、安(ān)裝、管理(lǐ)與維護的建議(yì)。
1.渦街流量計的(de)工作原理
　　渦街(jiē)流量計的工作(zuò)原理（見(jiàn)圖1）是在(zài)流體中插入一(yī)物體(tǐ)時(shí)，流(liú)體流(liú)動受到(dào)影(yǐng)響，在障礙物後(hòu)的兩(liǎng)側就會交替分(fèn)離釋(shì)放(fàng)出(chū)兩列(liè)旋渦，在下遊形(xíng)成互相平行(háng)的(de)２個旋(xuán)渦流(liú)。障礙物就是(shì)旋渦發(fā)生體(tǐ)，它可(kě)以是(shì)梯形(xíng)柱、三棱柱(zhù)體或者(zhě)圓柱體(tǐ)等。一般情(qíng)況下(xià)，物體(tǐ)後(hòu)面産生(shēng)的渦(wō)列是(shì)不穩定(dìng)的，當渦列的(de)間距Ｈ和旋(xuán)渦(wō)的(de)距離(lí)l滿足(zú)h/l＝0.281時，渦(wō)列達(dá)到穩定狀(zhuàng)态，此渦列稱爲(wèi)卡門(mén)渦街(jiē)。卡門(mén)渦街旋渦的發放頻率ｆ與(yǔ)流體的流(liú)速以及發(fā)放體(tǐ)的特征尺(chǐ)寸d（即發放(fàng)體的(de)寬度）的關(guān)系見式（1）。
ƒ＝st*ʋ/d（1）
　　式(shì)中:ƒ爲渦街(jiē)發生頻(pín)率，hz;st爲斯(sī)特勞哈爾數，爲(wèi)無(wú)量綱數，與旋(xuán)渦發(fā)生(shēng)體(tǐ)及(jí)雷(léi)諾數有關(guān);ʋ爲流速，m/s;d爲發生體迎(yíng)面寬度。
 
　　在雷諾數一(yī)定範圍内(nèi)，st是恒(héng)定的(de)，d是固(gù)定的(de)，因此ƒ與ʋ成正比(bǐ)，通過傳感(gǎn)器可(kě)檢測(cè)出ƒ，即(jí)可求出流速ʋ。通過ʋ可以求出(chū)流體的(de)體積流量(liàng)，進而(ér)又可(kě)以求(qiú)出流(liú)體的(de)質(zhì)量流量(liàng)。
2渦街流量(liàng)計選(xuǎn)擇的原則(zé)
2.1抗振能力選擇
　　渦街(jiē)流量計用不好(hǎo)的關(guān)鍵原因是(shì)抗振能力(lì)弱，從(cóng)而導(dǎo)緻(zhì)測量下(xià)限不足，在現場(chǎng)出(chū)現諸(zhū)如“零點(diǎn)不.幹淨(jìng)、小(xiǎo)流量(liàng)不指(zhǐ)示”等問題(tí)，因此選擇渦街(jiē)流量計(jì)時，要選(xuǎn)擇(zé)抗振能力強的渦(wō)街流量計(jì)。工信(xìn)部(bù)2016年(nián)發布(bù)并實(shí)施的《石油化工自動(dòng)化儀(yí)表設(shè)計選型規(guī)範》(sh/t3005-2016)中(zhōng)指出(chū):“當選用渦街流量計(jì)時，測(cè)量振(zhèn)動場(chǎng)合的流體流量(liàng)應(yīng)選(xuǎn)用抗振型渦街流量計，其(qí)抗振強度(dù)不宜(yí)低于2g”。因(yīn)此(cǐ)無論(lùn)是在設計(jì)院的選型數據表還(hái)是在(zài)招标技術要求中，應該對(duì)抗振能力提出明确(què)的要(yào)求，最(zuì)好要(yào)求制造商(shāng)提供“抗振(zhèn)型渦街流量計(jì)型式批準(zhǔn)證明文件(jiàn)”。如果由于(yú)現實(shí)原(yuán)因，導緻(zhì)具備(bèi)官方(fāng)認(rèn)證的抗振型渦街流量計生産(chǎn)商數量(liàng)沒有達到招标(biāo)要求時，可參考(kǎo)企業自身或者同行(háng)業以往的(de)渦街(jiē)流(liú)量計使(shǐ)用情(qíng)況，甄選出(chū)1到(dào)2家(jiā)抗振能力(lì)尚可的合格供(gòng)應商(shāng)并(bìng)邀請其(qí)參與競标。
2.2量程(chéng)比選(xuǎn)擇
　　渦街流(liú)量計(jì)是1種數字(zì)式儀(yí)表，根據數(shù)字原理的特性，實際(jì)流(liú)量一旦(dàn)低于渦街(jiē)流量(liàng)計測(cè)量下限，并(bìng)非是精度下降(jiàng)，而是(shì)示值直接(jiē)歸零，無(wú)法顯示(shì)流量(liàng)的基本趨(qū)勢(shì);或者當實際(jì)流量高于上限(xiàn)時，出現可(kě)怕的“倒走現(xiàn)象(xiàng)”，現場指示甚(shèn)至遠低(dī)于實(shí)際流量，流(liú)量趨勢出現完全相(xiàng)反的狀況，造成控(kòng)制回路(lù).崩潰，甚至(zhì)傳感(gǎn)器、渦街發生體(tǐ)斷裂的危險(xiǎn)。正(zhèng)因爲渦(wō)街流量(liàng)計的(de)這(zhè)種特性，在選用時必須要對其量程比(bǐ)做出要求(qiú)，要求渦街流量計的(de)量程比至少要(yào)在30:1以上(企業也(yě)可以在儀表計(jì)算書中(zhōng)體現(xiàn)更大的量程比)。該(gāi)要求的(de)目的是(shì)爲應對工藝參數與實際投運(yùn)工況參(cān)數(shù)嚴(yán)重(zhòng)不吻(wěn)合，或者生(shēng)産過程中(zhōng)的流量大(dà)範圍波動(dòng)以及(jí)後期流量(liàng)的調整(zhěng)，隻有選(xuǎn)用比較寬(kuān)泛的(de)量程比，才能在(zài)渦街流量(liàng)計選型時将.上述3種(zhǒng)情況涵蓋其中(zhōng)，留足量(liàng)程餘量(liàng)，使得現(xiàn)場(chǎng)實際(jì)的流量變化範(fàn)圍(wéi)一直在(zài)渦街(jiē)流量(liàng)計(jì)的(de)正常(cháng)測量範圍(wéi)當中(zhōng)
2.3傳感器(qì)材(cái)質選擇
　　要(yào)想選好渦(wō)街傳(chuán)感器，需要(yào)知道(dào)渦街(jiē)流量(liàng)計的(de)内部(bù)結構。渦街流量計的内部結構示意(yì)圖見圖2。
 
　　當(dāng)介質流過渦(wō)街(jiē)發生(shēng)體産生卡(kǎ)門渦(wō)街後，其後部的(de)測量傳(chuán)感器受到漩渦的渦街(jiē)升力，進而(ér)測得(dé)渦街(jiē)發生頻率(lǜ)，計算出(chū)介(jiè)質流(liú)量,。
　　目前市場中(zhōng)在用的比(bǐ)較主流的(de)傳(chuán)感器大(dà)都是(shì)應力式或電容(róng)式(shì)。應力式(shì)傳感(gǎn)器的傳感(gǎn)器結(jié)構示意圖(tú)見圖3.
 
　　由于(yú)壓電陶瓷(cí)本身的性(xìng)質，如果其(qí)裸露(lù)在介質中，很(hěn)容(róng)易被(bèi)高速(sù)的卡(kǎ)門渦街(jiē)折斷，因(yīn)此其外面都會(huì)設置一層金屬(shǔ)外保護殼。如何金屬(shǔ)外保護殼很厚(hòu)，會影響渦街升力(lì)傳導至(zhì)壓(yā)電陶瓷(cí)的信号;如果金(jīn)屬(shǔ)外(wài)保護殼太(tài)薄，則(zé)很難(nán)起到保護(hù)效果(guǒ)，因此金.屬外保護殼應該(gāi)選用(yòng)強度高的材質。
　　衆所周知(zhī)，物體的質量越(yuè)大，慣(guàn)性(xìng)就越大(dà)，所以傳(chuán)感(gǎn)器質(zhì)量越(yuè)大越(yuè)容易(yì)受到外界(jiè)振動(dòng)的幹擾，使(shǐ)其難(nán)以區分正常的(de)渦街(jiē)升力和外(wài)界振動幹擾。因(yīn)此傳(chuán)感(gǎn)器外殼(ké)應該選擇質量(liàng)輕強(qiáng)度(dù)高的材(cái)質。
2.4縮(suō)頸(jǐng)選擇
　　對(duì)于設計單位(wèi)而(ér)言，絕大多(duō)數工(gōng)藝管(guǎn)道(dào)專業在選擇(zé)管道(dào)口徑(jìng)時，爲了免除管(guǎn)道設(shè)計偏小而(ér)出現(xiàn)的無(wú)法挽(wǎn)回的問(wèn)題與責任，往(wǎng)往都會将(jiāng)管(guǎn)道設計偏大。這種(zhǒng)情況會導(dǎo)緻自控專業在(zài)流量(liàng)計(jì)選(xuǎn)型時(shí)頻繁面臨縮徑(jìng)問題，尤其對于(yú)渦街流量計而言，流速偏.低可(kě)能直接(jiē)導緻無(wú)指示，最終無法(fǎ)有效(xiào)顯示流量趨勢。因此渦(wō)街(jiē)流量計在選型時，企業(yè)要依據(jù)自身的(de)工藝特(tè)點(diǎn)及(jí)現場布置(zhì)環境(jìng)兼顧廠家的安裝建(jiàn)議，選用合(hé)适(shì)的縮徑(jìng)産品(pǐn)。
　　随(suí)着儀表(biǎo)技(jì)術的不斷發(fā)展，不(bú)同的(de)渦街(jiē)流量計.廠(chǎng)家在縮徑方(fāng)面的技(jì)術開始(shǐ)出(chū)現較(jiào)大的差(chà)異化。較(jiào)傳統(tǒng)的(de)縮徑方式(見圖(tú)4)，有的廠(chǎng)家開發(fā)出了可内縮(suō)一檔、兩檔(dàng)的産品(pǐn)，也(yě)有可(kě)以無極(jí)數限制(zhì)無限内(nèi)縮的産(chǎn)品，或者僅(jǐn)需大(dà)小頭，無需變徑(jìng)直管(guǎn)段的産品(pǐn)(見圖(tú)5)。
 
　　從圖4和圖5可以看出，儀表(biǎo)内部縮(suō)頸在配(pèi)管成(chéng)本、配管安(ān)裝(zhuāng)的(de)複(fú)雜程度、後期的更換以(yǐ)及維(wéi)護(hù)成(chéng)本上(shàng)具有優(yōu)勢，可以(yǐ)爲用戶節省大(dà)筆(bǐ)材(cái)料、人工和(hé)時間成本，因此(cǐ)企業(yè)應根(gēn)據裝(zhuāng)置實際情(qíng)況選擇合适的内縮(suō)頸産品。
3結(jié)束語
　　渦街流量計(jì)優(yōu)點很多，如(rú)壓力損失小(xiǎo)、整體結(jié)構堅(jiān)固無可動(dòng)部件(jiàn)、維護(hù)量小(xiǎo)、測量精度高(gāo)等(děng)。但任何儀表都得在合(hé)适(shì)的工況下(xià)才(cái)能發揮其(qí)應有(yǒu)的作用(yòng)。因此要對渦街(jiē)流量計的(de)性能、特點進(jìn)行(háng)全面(miàn)深入的了解，這樣(yàng)才(cái)能使渦街(jiē)流量(liàng)計成爲石油化工測量中的助手。

本(běn)文來源于(yú)網絡,如有(yǒu)侵權(quán)聯系即删除！