摘要(yao)：渦街(jie)流量(liang)計
是(shi)現代(dai)石油(you)化工(gong)生産(chan)中測(ce)量流(liu)量的(de)重要(yao)工具(ju)之一(yi)。簡述(shu)🏃🏻了渦(wo)街流(liu)量計(ji)的測(ce)量原(yuan)理，詳(xiang)細闡(chan)述了(le)解決(jue)渦🌈街(jie)流量(liang)計選(xuan)型的(de)注意(yi)事項(xiang)，提出(chu)了儀(yi)表選(xuan)型、安(an)裝、管(guan)理與(yu)維護(hu)的建(jian)議。
目(mu)前，渦(wo)街流(liu)量計(ji)不同(tong)品牌(pai)之間(jian)的性(xing)能差(cha)距較(jiao)大，根(gen)據市(shi)場🏒調(diao)研與(yu)用戶(hu)反饋(kui)，以艾(ai)默生(sheng)和橫(heng)河爲(wei)代表(biao)的品(pin)牌💯，是(shi)爲大(da)家🥵公(gong)認使(shi)用情(qing)況較(jiao)好的(de)産品(pin)。然💃而(er)即使(shi)是渦(wo)街流(liu)量計(ji)産品(pin)，在🈲現(xian)場遇(yu)♊到流(liu)量範(fan)圍偏(pian)離、流(liu)量波(bo)動較(jiao)大、配(pei)管與(yu)安裝(zhuang)情況(kuang)較差(cha)、流量(liang)信号(hao)微弱(ruo)以及(ji)現場(chang)幹擾(rao)情況(kuang)惡劣(lie)等不(bu)良工(gong)況條(tiao)件❌，依(yi)舊會(hui)出現(xian)大量(liang)使用(yong)失敗(bai)的情(qing)形，且(qie)該問(wen)題非(fei)常普(pu)遍，也(ye)影響(xiang)着用(yong)戶對(dui)于渦(wo)街流(liu)量計(ji)的态(tai)度，并(bing)逐漸(jian)在業(ye)内形(xing)成：“渦(wo)街💰流(liu)量計(ji)僅能(neng)在液(ye)體、蒸(zheng)汽上(shang)使用(yong)”的評(ping)價。
爲(wei)了保(bao)證在(zai)項目(mu)中能(neng)夠使(shi)用到(dao)真正(zheng)好用(yong)的産(chan)品，避(bi)免投(tou)運🔴和(he)後期(qi)維護(hu)時的(de)麻煩(fan)，選用(yong)渦街(jie)的核(he)心原(yuan)則是(shi)：更強(qiang)的抗(kang)振能(neng)力，更(geng)寬的(de)量程(cheng)比，更(geng)可靠(kao)的接(jie)液材(cai)質，更(geng)持☂️久(jiu)的傳(chuan)感器(qi)壽命(ming)，更優(you)秀的(de)現場(chang)配管(guan)安裝(zhuang)适應(ying)能力(li)。文章(zhang)簡述(shu)了渦(wo)街流(liu)量✌️計(ji)的測(ce)量👈原(yuan)理，詳(xiang)細闡(chan)述了(le)解決(jue)渦街(jie)流量(liang)計選(xuan)型的(de)注意(yi)事項(xiang)，提供(gong)了儀(yi)表的(de)選型(xing)、安裝(zhuang)、管理(li)與維(wei)護的(de)建議(yi)。
1.渦街(jie)流量(liang)計的(de)工作(zuo)原理(li)
渦街(jie)流量(liang)計的(de)工作(zuo)原理(li)（見圖(tu)1）是在(zai)流體(ti)中插(cha)入一(yi)☂️物體(ti)時，流(liu)體流(liu)動受(shou)到影(ying)響，在(zai)障礙(ai)物後(hou)的兩(liang)側就(jiu)會交(jiao)替分(fen)離釋(shi)放出(chu)兩列(lie)✍️旋渦(wo)，在下(xia)遊形(xing)成互(hu)相平(ping)行的(de)２個旋(xuan)渦流(liu)🔞。障礙(ai)物就(jiu)是旋(xuan)渦發(fa)生體(ti)，它可(ke)以是(shi)梯形(xing)柱、三(san)棱柱(zhu)體或(huo)者圓(yuan)柱體(ti)㊙️等。一(yi)般情(qing)況下(xia)，物體(ti)後面(mian)産生(sheng)的渦(wo)列是(shi)不穩(wen)定的(de)，當渦(wo)列的(de)間距(ju)Ｈ和旋(xuan)渦的(de)距離(li)L滿足(zu)H/L＝0.281時，渦(wo)列達(da)到穩(wen)👌定狀(zhuang)态，此(ci)渦列(lie)稱爲(wei)卡門(men)渦街(jie)。卡門(men)渦街(jie)旋渦(wo)的發(fa)放頻(pin)率ｆ與(yu)流體(ti)的流(liu)速以(yi)及發(fa)放體(ti)的特(te)征尺(chi)寸d（即(ji)發放(fang)體的(de)😍寬度(du)）的關(guan)♉系見(jian)式（1）。
ƒ＝St*ʋ/d（1）
式(shi)中:ƒ爲(wei)渦街(jie)發生(sheng)頻率(lü)，Hz;St爲斯(si)特勞(lao)哈爾(er)數，爲(wei)無量(liang)綱🧑🏾🤝🧑🏼數(shu)，與旋(xuan)渦🐪發(fa)生體(ti)及雷(lei)諾數(shu)有關(guan);ʋ爲流(liu)速，m/s;d爲(wei)發生(sheng)體迎(ying)面寬(kuan)度。
在(zai)雷諾(nuo)數一(yi)定範(fan)圍内(nei)，St是恒(heng)定的(de)，d是固(gu)定的(de)，因此(ci)ƒ與🔱ʋ成(cheng)正比(bi)，通過(guo)傳感(gan)器可(ke)檢測(ce)出ƒ，即(ji)可求(qiu)出流(liu)速ʋ。通(tong)過ʋ可(ke)以求(qiu)出👉流(liu)體的(de)體積(ji)流量(liang)，進而(er)又可(ke)以求(qiu)出流(liu)體的(de)質量(liang)流量(liang)。
2渦街(jie)流量(liang)計選(xuan)擇的(de)原則(ze)
2.1抗振(zhen)能力(li)選擇(ze)
渦街(jie)流量(liang)計用(yong)不好(hao)的關(guan)鍵原(yuan)因是(shi)抗振(zhen)能力(li)弱，從(cong)而🌈導(dao)緻✉️測(ce)量🈚下(xia)限不(bu)足，在(zai)現場(chang)出現(xian)諸如(ru)“零點(dian)不.幹(gan)淨、小(xiao)流量(liang)不指(zhi)示”等(deng)問題(ti)，因此(ci)選擇(ze)渦街(jie)流量(liang)計時(shi)，要選(xuan)擇抗(kang)振能(neng)🏃🏻♂️力強(qiang)的渦(wo)街流(liu)量計(ji)。工信(xin)部2016年(nian)發布(bu)并實(shi)施的(de)⛷️《石油(you)化工(gong)🌈自動(dong)化儀(yi)表設(she)計選(xuan)☀️型規(gui)範》(SH/T3005-2016)中(zhong)指出(chu):“當選(xuan)用渦(wo)街流(liu)量計(ji)🐇時，測(ce)量振(zhen)動場(chang)合的(de)流體(ti)流量(liang)應選(xuan)用抗(kang)振型(xing)渦街(jie)流量(liang)計，其(qi)抗振(zhen)強度(du)不宜(yi)低于(yu)2g”。因此(ci)無論(lun)是在(zai)設計(ji)院的(de)選型(xing)數據(ju)表還(hai)是在(zai)招标(biao)技術(shu)要求(qiu)中，應(ying)該對(dui)抗振(zhen)能力(li)提出(chu)明确(que)的要(yao)求，最(zui)好要(yao)求制(zhi)造商(shang)提🌂供(gong)“抗振(zhen)型渦(wo)街流(liu)量計(ji)型式(shi)♻️批準(zhun)證明(ming)文件(jian)”。如果(guo)由于(yu)🆚現實(shi)原因(yin)，導緻(zhi)具備(bei)官方(fang)🤩認證(zheng)的抗(kang)振型(xing)渦街(jie)流量(liang)🏃♂️計生(sheng)産商(shang)數量(liang)沒有(you)達到(dao)🔅招标(biao)要求(qiu)時，可(ke)參考(kao)企業(ye)自身(shen)或者(zhe)同行(hang)業以(yi)往的(de)渦街(jie)流量(liang)🍉計使(shi)用情(qing)況，甄(zhen)選出(chu)1到2家(jia)抗🔞振(zhen)💜能力(li)尚可(ke)的合(he)格供(gong)應商(shang)并邀(yao)✏️請其(qi)參與(yu)競标(biao)。
2.2量程(cheng)比選(xuan)擇
渦(wo)街流(liu)量計(ji)是1種(zhong)數字(zi)式儀(yi)表，根(gen)據數(shu)字原(yuan)理的(de)特性(xing)，實際(ji)流量(liang)一旦(dan)低于(yu)渦街(jie)流量(liang)計測(ce)量下(xia)限，并(bing)非是(shi)精度(du)下降(jiang)，而是(shi)示值(zhi)直🥵接(jie)歸零(ling)，無法(fa)顯示(shi)流量(liang)的基(ji)本趨(qu)勢;或(huo)者當(dang)實際(ji)流量(liang)高于(yu)上限(xian)時，出(chu)現可(ke)怕的(de)“倒走(zou)現象(xiang)”，現場(chang)指示(shi)甚至(zhi)遠低(di)于實(shi)際流(liu)量，流(liu)量趨(qu)勢出(chu)現完(wan)全相(xiang)反的(de)狀況(kuang)，造成(cheng)控制(zhi)回路(lu).崩潰(kui)，甚至(zhi)傳感(gan)器、渦(wo)街發(fa)生體(ti)斷裂(lie)的危(wei)險。正(zheng)因爲(wei)渦街(jie)流量(liang)計的(de)這種(zhong)特性(xing)，在選(xuan)用時(shi)必須(xu)要對(dui)其量(liang)程比(bi)做出(chu)要求(qiu)，要求(qiu)渦街(jie)流量(liang)計的(de)量程(cheng)比至(zhi)少要(yao)在30:1以(yi)上(企(qi)業也(ye)可以(yi)在儀(yi)表計(ji)算書(shu)中體(ti)現更(geng)大的(de)量程(cheng)比)。該(gai)要求(qiu)的目(mu)的是(shi)爲應(ying)對工(gong)藝參(can)數與(yu)實🏃際(ji)投運(yun)工況(kuang)參數(shu)嚴重(zhong)不吻(wen)合，或(huo)者生(sheng)産過(guo)程中(zhong)的流(liu)量大(da)範圍(wei)波動(dong)以及(ji)後期(qi)流量(liang)的調(diao)整，隻(zhi)有選(xuan)用比(bi)較寬(kuan)泛的(de)量程(cheng)比，才(cai)能在(zai)渦街(jie)流量(liang)計選(xuan)型時(shi)将.上(shang)述3種(zhong)情況(kuang)涵蓋(gai)其中(zhong)，留足(zu)量👣程(cheng)餘量(liang)，使得(de)現場(chang)實際(ji)的流(liu)量變(bian)化範(fan)圍一(yi)直在(zai)渦街(jie)流量(liang)計的(de)正常(chang)☔測量(liang)範圍(wei)當👨❤️👨中(zhong)
2.3傳感(gan)器材(cai)質選(xuan)擇
要(yao)想選(xuan)好渦(wo)街傳(chuan)感器(qi)，需要(yao)知道(dao)渦街(jie)流量(liang)計的(de)内部(bu)結構(gou)。渦🤟街(jie)流量(liang)計的(de)内部(bu)結構(gou)示意(yi)圖見(jian)圖2。
當(dang)介質(zhi)流過(guo)渦街(jie)發生(sheng)體産(chan)生卡(ka)門渦(wo)街後(hou)，其後(hou)部的(de)測量(liang)傳感(gan)💜器受(shou)到漩(xuan)渦的(de)渦街(jie)升力(li)，進而(er)測得(de)渦街(jie)發生(sheng)頻🔴率(lü)，計算(suan)出🤞介(jie)質流(liu)量,。
目(mu)前市(shi)場中(zhong)在用(yong)的比(bi)較主(zhu)流的(de)傳感(gan)器大(da)都是(shi)應力(li)式或(huo)電容(rong)式。應(ying)力式(shi)傳感(gan)器的(de)傳感(gan)器結(jie)構示(shi)意圖(tu)見圖(tu)3.
由于(yu)壓電(dian)陶瓷(ci)本身(shen)的性(xing)質，如(ru)果其(qi)裸露(lu)在介(jie)質中(zhong)🈚，很⛱️容(rong)易被(bei)高速(su)的卡(ka)門渦(wo)街折(she)斷，因(yin)此其(qi)外面(mian)都會(hui)設置(zhi)一層(ceng)金屬(shu)㊙️外保(bao)護殼(ke)。如何(he)金屬(shu)外保(bao)護殼(ke)很厚(hou)，會影(ying)響🚩渦(wo)街升(sheng)力傳(chuan)導至(zhi)壓電(dian)🎯陶瓷(ci)的信(xin)号;如(ru)果金(jin)屬外(wai)保護(hu)㊙️殼太(tai)薄，則(ze)很難(nan)起到(dao)保護(hu)效果(guo)⛷️，因此(ci)金.屬(shu)外保(bao)護殼(ke)應該(gai)選用(yong)強度(du)高的(de)材質(zhi)。
衆所(suo)周知(zhi)，物體(ti)的質(zhi)量越(yue)大，慣(guan)性就(jiu)越大(da)，所以(yi)傳感(gan)器質(zhi)量越(yue)大🚩越(yue)容易(yi)受到(dao)外界(jie)振動(dong)的幹(gan)擾，使(shi)其難(nan)以區(qu)分正(zheng)常的(de)渦街(jie)升力(li)❓和外(wai)界振(zhen)動幹(gan)擾。因(yin)此傳(chuan)感器(qi)外殼(ke)應該(gai)♈選擇(ze)質量(liang)輕強(qiang)度高(gao)的📞材(cai)質。
2.4縮(suo)頸選(xuan)擇
對(dui)于設(she)計單(dan)位而(er)言，絕(jue)大多(duo)數工(gong)藝管(guan)道專(zhuan)業在(zai)選擇(ze)🐕管道(dao)口徑(jing)時，爲(wei)了免(mian)除管(guan)道設(she)計偏(pian)小而(er)出現(xian)的無(wu)法💁挽(wan)回🌈的(de)問題(ti)與責(ze)任🚩，往(wang)往都(dou)會将(jiang)管道(dao)設計(ji)偏🔴大(da)。這種(zhong)情況(kuang)會導(dao)緻自(zi)控專(zhuan)業在(zai)流量(liang)計選(xuan)型時(shi)頻繁(fan)面臨(lin)縮徑(jing)問題(ti)，尤其(qi)對于(yu)渦街(jie)流量(liang)計而(er)言，流(liu)速偏(pian).低可(ke)能直(zhi)🌈接導(dao)緻無(wu)指示(shi)，最終(zhong)無法(fa)有效(xiao)顯示(shi)流量(liang)趨勢(shi)。因此(ci)渦街(jie)流量(liang)計在(zai)選型(xing)時，企(qi)業要(yao)依據(ju)自身(shen)的工(gong)藝特(te)點及(ji)現場(chang)布✂️置(zhi)環境(jing)兼顧(gu)廠家(jia)的安(an)裝建(jian)議，選(xuan)用合(he)适的(de)縮🈲徑(jing)産品(pin)。
随着(zhe)儀表(biao)技術(shu)的不(bu)斷發(fa)展，不(bu)同的(de)渦街(jie)流量(liang)計.廠(chang)家在(zai)🌈縮⁉️徑(jing)方面(mian)的技(ji)術開(kai)始出(chu)現較(jiao)大的(de)差異(yi)化。較(jiao)傳統(tong)的縮(suo)徑方(fang)式(見(jian)圖4)，有(you)的廠(chang)家開(kai)發出(chu)了可(ke)内縮(suo)一檔(dang)、兩檔(dang)的産(chan)品，也(ye)有可(ke)以無(wu)極數(shu)限🔅制(zhi)無限(xian)内縮(suo)的産(chan)品，或(huo)者僅(jin)需大(da)小頭(tou)，無需(xu)變徑(jing)直管(guan)段的(de)産品(pin)(見圖(tu)5)。
從圖(tu)4和圖(tu)5可以(yi)看出(chu)，儀表(biao)内部(bu)縮頸(jing)在配(pei)管成(cheng)本、配(pei)管㊙️安(an)裝的(de)複雜(za)程度(du)、後期(qi)的更(geng)換以(yi)及維(wei)護成(cheng)本上(shang)具有(you)優勢(shi)，可以(yi)爲用(yong)戶節(jie)省大(da)筆材(cai)料、人(ren)工和(he)時間(jian)成本(ben)，因此(ci)企業(ye)應根(gen)據裝(zhuang)置實(shi)際情(qing)況選(xuan)擇合(he)适的(de)内縮(suo)頸産(chan)品。
3結(jie)束語(yu)
渦街(jie)流量(liang)計優(you)點很(hen)多，如(ru)壓力(li)損失(shi)小、整(zheng)體結(jie)構堅(jian)固無(wu)可動(dong)部件(jian)、維護(hu)量小(xiao)、測量(liang)精度(du)高等(deng)。但任(ren)何儀(yi)表都(dou)📐得在(zai)合适(shi)🧑🏾🤝🧑🏼的工(gong)況下(xia)才能(neng)發揮(hui)其應(ying)有的(de)作用(yong)。因此(ci)要對(dui)渦街(jie)流量(liang)計的(de)性能(neng)、特點(dian)進行(hang)全面(mian)深入(ru)💁的了(le)解，這(zhe)🥵樣才(cai)能使(shi)渦街(jie)流量(liang)🏃計成(cheng)爲石(shi)油化(hua)工測(ce)量中(zhong)的助(zhu)手。
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