渦街(jiē)流量(liàng)計主(zhǔ)要用于工業管道介(jiè)質流體的流量(liàng)測量，其(qí)特(tè)點是(shì)壓力損失(shī)小，量程範圍大，精度(dù)高(gāo)，在測(cè)量流體工況體積流量(liàng)時幾(jǐ)乎不受流(liú)體密(mì)度、壓力、溫(wēn)度、黏(nián)度等參數(shù)的影響，可用來(lái)測量液體(tǐ)、氣體(tǐ)、蒸汽等(děng)多種介(jiè)質，且維(wéi)護量小(xiǎo)、成本(běn)低廉，因此被廣(guǎng)泛應用于氯堿(jiǎn)行業。
1渦街(jiē)流量計的工作原理
　　渦街流量(liàng)計是(shì)基于(yú)卡門(mén)渦街原理(karmanvor-texstreet)進行(háng)測量。當(dāng)流(liú)體通(tōng)過漩渦發(fā)生體(tǐ)時，發生(shēng)體兩側(cè)會交(jiāo)替出(chū)現有(yǒu)規則的漩(xuán)渦，這(zhè)種旋(xuán)渦稱(chēng)爲(wèi)卡(kǎ)門渦街(jiē)。而(ér)且兩(liǎng)側漩渦的旋轉(zhuǎn)方向(xiàng)相反(見圖1)，每個漩渦将産(chǎn)生一個低壓(yā)區(qū)，傳感(gǎn)器監測壓力變化(huà)并轉換(huàn)成脈沖信号。在(zài)流量計的(de)允許量程範(fàn)圍内，渦(wō)街的(de)形成(chéng)具有一定的規律。因(yīn)此，渦街頻率與(yǔ)體積(jī)流量成比(bǐ)例關系。标定系(xì)數(k系(xì)數(shù))爲比例常數，也(yě)就是通(tōng)常所(suǒ)說(shuō)的儀表(biǎo)系數。k系數爲流(liú)量計(jì)流量系數(shù)，其物(wù)理意義是(shì)每立方米流體(tǐ)的脈沖(chòng)數(shù)。

　　在流(liú)量計(jì)的允許量(liàng)程範圍内(nèi)，k系(xì)數(shù)僅僅取決于流量計(jì)的幾(jǐ)何尺(chǐ)寸，與(yǔ)流體流速(sù)和物理特性(如黏度和(hé)密度)無(wú)關。因此，k系數與被測介質類型(xíng)無關(guān)。
　　初始的測(cè)量信号(渦街頻(pín)率)已(yǐ)進(jìn)行數字化處(chù)理，與流量(liàng)成線性比例關系。流量計(jì)在出廠前通過(guò)标定(dìng)确定k系數。
　　流量(liàng)計的(de)允許(xǔ)量程範圍主(zhǔ)要(yào)取決(jué)于雷諾(nuò)數(Ｒe)，Ｒe是流(liú)體的慣性力和(hé)黏性力的比值，用于表征流體(tǐ)的流動(dòng)特(tè)性。在采用(yòng)渦街流量(liàng)計進行測(cè)量時，當Ｒe＞4000後，儀表才會有顯示值(zhí);當Ｒe＞20000後，儀表的測量值(zhí)才是線性(xìng)的。Ｒe的(de)計算(suàn)公式見式(shì)(1)。

　　式中:qe爲流(liú)體(tǐ)流量，m3/s;di爲内徑(jìng)，m;μ爲流(liú)體動力黏度，pa·s;ρ爲(wèi)流體密(mì)度(dù)，kg/m3。

2渦街流量計(jì)的特點(diǎn)
2．1優(yōu)點
(1)安裝簡(jiǎn)便(biàn)，免(miǎn)維護(hù)(與差壓式流量(liàng)計比較)。
(2)應用範(fàn)圍廣，可以(yǐ)測量液體(tǐ)、氣體以及(jí)蒸汽(與電(diàn)磁流(liú)量計比較)。
(3)測量(liàng)液體、氣體(tǐ)或蒸(zhēng)汽時(shí)，儀表内置(zhì)的溫(wēn)度(dù)壓力傳(chuán)感器直(zhí)接(jiē)補償(cháng)，可得出質(zhì)量流量、标況流(liú)量、熱(rè)量、比焓(hán)等值。
(4)成(chéng)本低、壓損小(與科氏力質量流(liú)量計比較)。
(5)結構(gòu)簡單(dān)牢固，無可動部(bù)件，使用壽(shòu)命長(zhǎng)。
(6)采用(yòng)抗機(jī)械振動、抗沖擊(jī)和抗髒污(wū)的結(jié)構設(shè)計。
(7)更(gèng)換傳(chuán)感器(qì)後不(bú)需要(yào)重新(xīn)标定。
2．2缺點
(1)量程比小于10∶1(質量流量計一般在25∶1，電磁流(liú)量計爲100∶1)。
(2)管道振動對(duì)流量計影(yǐng)響較大。
(3)最小流量受(shòu)Ｒe影響。
(4)安裝要求(qiú)高，對(duì)直管段以(yǐ)及墊圈(quān)同心度(dù)有較(jiào)高(gāo)的要求(qiú)(質量流量計無(wú)直管段要求(qiú)，電(diàn)磁流(liú)量(liàng)計要求其前面直管段(duàn)長度爲10dn，其後面直管(guǎn)段長(zhǎng)度爲(wèi)5dn)。
3渦街流量計選(xuǎn)型注(zhù)意事(shì)項
　　渦(wō)街流量(liàng)計(jì)按傳(chuán)感器(qì)形式分爲(wèi)法蘭式、夾持式(shì)、插入(rù)式(shì)。選型時(shí)優先(xiān)考慮(lǜ)法蘭(lán)式，其(qí)次是夾持式和插入式。原因是夾(jiá)持式和(hé)插入(rù)式渦(wō)街流量計(jì)的精(jīng)度受(shòu)安裝影響較大(dà)，不規(guī)範的安裝将産(chǎn)生(shēng)很大的測量誤差。
　　受Ｒe的(de)影響，測量(liàng)液體時，一般情況下(xià)流量計口(kǒu)徑小(xiǎo)于管(guǎn)道(dào)口(kǒu)徑一(yī)檔，測(cè)量(liàng)氣體時縮徑在一檔到(dào)兩檔。要根(gēn)據式(1)計算(suàn)Ｒe，具體要求(qiú)是:最(zuì)小流量時的Ｒe＞20000。如果擔心計(jì)算結果的(de)準确(què)率，可以委托渦(wō)街流量計生産廠家進行(háng)計算(suàn)，廠家都有(yǒu)專業(yè)的計算軟(ruǎn)件(如(rú)e+h公司的applicator流量計(jì)算軟件(jiàn))，可根據(jù)用戶提(tí)出(chū)的要求(被(bèi)測介質、流(liú)量範圍、溫(wēn)度、壓(yā)力)計(jì)算(suàn)出介質(zhì)密度、黏度、聲速、流量範圍(精度(dù)範圍内)、壓損、流(liú)速、體積(jī)流量誤差、質量流量誤(wù)差、Ｒe、渦(wō)街頻率、推薦的儀表口徑(jìng)等參數(shù)。
　　變送器(qì)的選用方式有兩種:一(yī)體(tǐ)式和(hé)分體(tǐ)式，需根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)使用條件(jiàn)和環境進(jìn)行選型。在測(cè)量(liàng)高溫(wēn)介質或安(ān)裝在(zài)水井中的場合(hé)下，建議(yì)選用分體式儀表，以方(fāng)便檢修(xiū)、調(diào)試或(huò)改善變送(sòng)器的(de)工作(zuò)環境。
　　在測量(liàng)氣體(tǐ)或(huò)蒸汽(qì)時，渦街流(liú)量計的選(xuǎn)型一定要(yào)考慮(lǜ)溫度和壓(yā)力補償問題［1］。因(yīn)爲(wèi)氣體(tǐ)是(shì)可壓縮流(liú)體，當(dāng)溫(wēn)度(dù)和壓力(lì)變(biàn)化時，其體積将随之改變。所以(yǐ)測量(liàng)氣(qì)體(tǐ)流量(liàng)時均(jun1)要求流(liú)量計輸(shū)出質量流量或(huò)标準體積流量(liàng)，而渦街流量計是速度式流量計，隻能測(cè)量工(gōng)況下(xià)的體(tǐ)積流(liú)量，這(zhè)樣就要求(qiú)進行溫(wēn)度(dù)和壓力補償，将(jiāng)工況(kuàng)體積流量轉換(huàn)爲質量流(liú)量或标況體積(jī)流量(liàng)。測量一般(bān)氣體時(shí)，補償原理符(fú)合标準氣體狀(zhuàng)态方程(chéng)，方程式(shì)見式(2)。

　　一(yī)般氣體(tǐ)的溫度和壓力補償(cháng)由上位機(jī)(dcs控制系統(tǒng))通(tōng)過(guò)其專用補(bǔ)償功(gōng)能塊實現。
　　測量蒸汽時，不能使(shǐ)用标準氣(qì)體狀(zhuàng)态方程，其(qí)一般(bān)有以下兩種補償方式可(kě)選用(yòng)。
(1)有些(xiē)廠(chǎng)家的渦(wō)街流量(liàng)計傳感(gǎn)器内(nèi)置溫度和壓力探頭，儀表(biǎo)根據所(suǒ)測(cè)溫度(dù)和壓力(lì)判斷蒸(zhēng)汽是飽和蒸汽(qì)還是過熱(rè)蒸汽，由儀(yí)表内(nèi)部集(jí)成的(de)蒸(zhēng)汽(qì)數據(jù)庫自動計(jì)算質(zhì)量(liàng)流(liú)量。當渦街(jiē)流量計傳(chuán)感器無内(nèi)置溫度和(hé)壓力檢(jiǎn)測元件(jiàn)時，隻(zhī)能在儀表(biǎo)内部(bù)做靜(jìng)态補(bǔ)償(即(jí)輸入固定(dìng)的溫度和(hé)壓力(lì)值用于(yú)補償)。此方法(fǎ)隻适(shì)用于溫度(dù)和壓力變(biàn)化不大(dà)的場所。
(2)采用蒸汽(qì)流量(liàng)積算儀，将渦街(jiē)流量計(jì)所測工(gōng)況體積(jī)流(liú)量以及溫(wēn)度和壓力(lì)變送器所(suǒ)測信(xìn)号傳(chuán)到蒸汽流(liú)量積算儀(yí)，通過(guò)蒸汽(qì)流量積算(suàn)儀來完(wán)成(chéng)溫壓(yā)補償。蒸(zhēng)汽(qì)流量(liàng)積算儀(yí)内置過熱蒸(zhēng)汽以及飽和蒸汽所有數(shù)據，根據(jù)設計的(de)流量測量(liàng)單位可以輸(shū)出質量(liàng)流量(liàng)、标準(zhǔn)體積流量(liàng)甚至熱量(liàng)和比焓等。
4渦街(jiē)流量計的安裝(zhuāng)要求
　　被測介質(zhì)具有穩(wěn)定流态(tài)是保證(zhèng)渦街流量計正确測量(liàng)的前提條(tiáo)件，要(yào)使渦街流量計(jì)的測量值更穩(wěn)定、正确安裝時(shí)需注意以下3點。
(1)務必确(què)保傳感(gǎn)器銘(míng)牌上(shàng)的箭頭指向與流體(tǐ)流向一緻(zhì)。
(2)渦街(jiē)流量計對最小(xiǎo)直管段的(de)要求(qiú)見圖(tú)2。當(dāng)現場存(cún)在2個(gè)或(huò)過(guò)多幹擾(rǎo)源時，建(jiàn)議遵(zūn)循最長的直管(guǎn)段要求。圖2中的(de)a表示前直管段，b表示後(hòu)直(zhí)管段(duàn)，h表(biǎo)示管道(dào)擴徑(jìng)時産(chǎn)生的高度(dù)差;dn爲管(guǎn)道直徑。



　　當現(xiàn)場無法滿(mǎn)足直(zhí)管(guǎn)段(duàn)要求(qiú)時，建(jiàn)議采(cǎi)用與(yǔ)渦街流量(liàng)計配(pèi)套的(de)流量(liàng)鎮流器。流量鎮(zhèn)流器(qì)可以在确保測(cè)量精度的前提下，減少10dn的前直(zhí)管段長度(dù)。
(3)渦街(jiē)流量(liàng)計的安裝(zhuāng)方式及注(zhù)意事項。
①渦(wō)街流量計(jì)的安裝方式是(shì)安裝(zhuāng)在豎(shù)直管(guǎn)道上(shàng)，流體(tǐ)自下(xià)而上(shàng)流(liú)動爲佳(jiā)。
②渦街流(liú)量(liàng)計安(ān)裝在(zài)水平管道(dào)時，當被測介(jiè)質(zhì)溫度大(dà)于(yú)200℃時，變(biàn)送器表頭(tóu)一定要向下安裝，以(yǐ)免因介質溫度(dù)過高燒壞變送(sòng)器電路(lù)闆［3］。
③測量蒸汽(qì)時，管(guǎn)道保(bǎo)溫不要(yào)超(chāo)過最(zuì)大(dà)保溫标志。
④渦(wō)街流量計(jì)盡量(liàng)避免安裝(zhuāng)在泵(bèng)或壓縮機出口較近或振動大(dà)的場(chǎng)所。
⑤安裝渦(wō)街流(liú)量計時，必(bì)須規範使(shǐ)用密封墊，密封墊口(kǒu)徑絕不可小于流量計口徑，而(ér)且密封圈不可進入(rù)管道。
5渦街(jiē)流量計(jì)使(shǐ)用中常見(jiàn)問題及對(duì)策
(1)計量不(bú)準。
①流(liú)速太低，Ｒe低于20000;對(duì)策:提高流速或流量計縮徑。
②管線振(zhèn)動大(dà);對策:更(gèng)改(gǎi)流量計安(ān)裝位置、加固管(guǎn)線、流(liú)量(liàng)計(jì)前後(hòu)加軟連(lián)接。
③測量(liàng)氣體(tǐ)或蒸汽時(shí)補償(cháng)方式或參(cān)數不正(zhèng)确(què);對策:使用流量(liàng)積算(suàn)儀補償(cháng)或上位(wèi)機(dcs)補(bǔ)償(cháng)。
④流量計前後(hòu)直管段不(bú)足;對(duì)策:更(gèng)改流量計(jì)安裝位置(zhì)或加(jiā)流量(liàng)鎮流(liú)器。
⑤流量(liàng)計安裝(zhuāng)時墊片不(bú)同心或伸入管道;對(duì)策:正确(què)選(xuǎn)用配(pèi)套墊片并正确(què)裝配。
⑥氣液(yè)兩相或液體(tǐ)中固含(hán)量多;對(duì)策:改善工藝(yì)過程條件(jiàn)。
⑦儀表(biǎo)k系數(shù)或口(kǒu)徑等(děng)關鍵(jiàn)參數被修(xiū)改;對策:根(gēn)據流(liú)量計(jì)銘牌(pái)信息輸入(rù)正确(què)參數。
⑧儀表傳感(gǎn)器損壞(huài)，導(dǎo)緻傳(chuán)感(gǎn)器靈敏度變(biàn)差;對策:更(gèng)換傳(chuán)感器(qì)。
(2)傳感器損壞。
①流速過快。根據經(jīng)驗，當流速超(chāo)過儀表最大量程(chéng)的95%以後(hòu)，極(jí)易造成傳(chuán)感器(qì)的損壞(huài);對(duì)策:減(jiǎn)慢介質(zhì)流速或(huò)更換(huàn)大(dà)口(kǒu)徑儀(yí)表。
②水(shuǐ)錘(chuí)。在(zài)蒸汽(qì)測量中(zhōng)，99%的(de)渦街(jiē)流量計傳感器(qì)損壞原因是因(yīn)爲水錘;對(duì)策:工(gōng)藝管線增加(jiā)疏(shū)水器，緩慢(màn)開啓閥門(mén)以避免水(shuǐ)錘産(chǎn)生。
③管線吹(chuī)掃時未拆(chāi)下流(liú)量計，管(guǎn)道(dào)内殘(cán)留焊(hàn)渣、焊條、小(xiǎo)鐵塊等會打壞(huài)傳感器;對(duì)策:需(xū)拆下渦街流量(liàng)計後(hòu)再進行(háng)管(guǎn)道吹掃。
④腐(fǔ)蝕。傳(chuán)感器材(cái)質選擇(zé)不正(zhèng)确;對策:根(gēn)據(jù)所測介質的(de)特性選用(yòng)正确(què)材質的傳感器。
⑤高溫。傳感(gǎn)器工(gōng)作溫度大于其(qí)額定值;對策:改(gǎi)善工(gōng)藝條件或選用分(fèn)體(tǐ)式傳感器(qì)測量。
6結論(lùn)
　　渦街流量計是(shì)依據(jù)卡門旋渦(wō)原理對(duì)封閉管(guǎn)道流體(tǐ)流量進(jìn)行測量(liàng)的(de)流量(liàng)計，因(yīn)具(jù)有(yǒu)良好(hǎo)的介質适應能(néng)力，無需溫度和壓力(lì)補償(cháng)即可直接(jiē)測量蒸汽(qì)、空氣(qì)及其他氣(qì)體(tǐ)、水(shuǐ)及其他液(yè)體的工況體積流量(liàng)，配備溫度(dù)、壓力傳感器可(kě)測量标況(kuàng)體積(jī)流量和(hé)質量流(liú)量，是(shì)節流式流(liú)量計的理(lǐ)想替代産(chǎn)品。溫度補償一體型(xíng)渦街(jiē)流量計還帶有(yǒu)溫度傳(chuán)感(gǎn)器，可(kě)以直(zhí)接測量出(chū)飽和蒸汽的溫(wēn)度并(bìng)計算出壓(yā)力，從而顯(xiǎn)示飽(bǎo)和蒸汽的質量(liàng)流量。溫壓(yā)補償(cháng)一體(tǐ)型渦街流(liú)量計帶有(yǒu)溫度(dù)、壓力(lì)傳感器，用(yòng)于氣體流量測量，可直接測量(liàng)出氣體介質的溫度和壓力，從(cóng)而顯(xiǎn)示(shì)氣(qì)體的(de)标況體積流量。
　　渦街(jiē)流量(liàng)計可(kě)以測(cè)量液體、氣體以及蒸汽等(děng)介質(zhì)，在氯堿行(háng)業中廣泛(fàn)應用。但隻(zhī)有在正确設計、正(zhèng)确(què)選型以及(jí)正确安裝(zhuāng)的條件下才能(néng)保證其測(cè)量(liàng)正(zhèng)确穩定，發(fā)揮其應有(yǒu)的作用。

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