[摘要]介紹了渦街流量計(jì)的系統(tǒng)構(gòu)成、工作原理及主要技術(shù)參數(shù)。對(duì)渦街流量計(jì)在應(yīng)用中常見故障原因進(jìn)行了分析。通過生產(chǎn)應(yīng)用表明:渦街流量計(jì)對(duì)蒸汽計(jì)量正確，數(shù)據(jù)讀取方便。
適用于Lyocell纖維生產(chǎn)用蒸汽計(jì)量的流量計(jì)選型要按照生產(chǎn)要求，綜合考慮測(cè)量的安全、準(zhǔn)確和經(jīng)濟(jì)性，并根據(jù)被測(cè)流體的性質(zhì)及流動(dòng)情況確定流量測(cè)量?jī)x表的類型和規(guī)格。渦街流量計(jì)是目前主要流量?jī)x表之一，主要用于工業(yè)管道介質(zhì)流體的流量檢測(cè)，如氣體、液體、蒸汽等多種介質(zhì)。其特點(diǎn)是壓力損失小、量程范圍大、精度高，在測(cè)量工況體積流量時(shí)幾乎不受流體密度、壓力、溫度、粘度等參數(shù)的影響。
根據(jù)生產(chǎn)工況實(shí)際情況，將安裝在管道位置(高度)的渦街流量計(jì)加裝流量積算控制儀，用于在線數(shù)據(jù)顯示。SWP系列可編程自動(dòng)補(bǔ)償流量積算控制儀適用于各種液體、蒸汽和一般氣體等的測(cè)量，可對(duì)質(zhì)量流量、體積流量、標(biāo)準(zhǔn)流量自動(dòng)進(jìn)行計(jì)算和累積，實(shí)現(xiàn)多種流量傳感器輸人與溫度、壓力補(bǔ)償模式。
1渦街流量計(jì)的系統(tǒng)構(gòu)成、主要參數(shù)及測(cè)量原理
1.1系統(tǒng)構(gòu)成
渦街流量計(jì)具有瞬時(shí)流量探測(cè)及流量累積功能，其系統(tǒng)構(gòu)成由渦街流量計(jì)、溫度補(bǔ)償器和流量積算控制儀三個(gè)部分組成。系統(tǒng)構(gòu)成圖見圖1。渦街流量計(jì)參數(shù)設(shè)計(jì)要求見表1;流量積算控制儀參數(shù)設(shè)計(jì)要求見表2。
表1渦街流量計(jì)參數(shù)
項(xiàng)目 |
測(cè)量介質(zhì) |
介質(zhì)溫度 |
輸出信號(hào) |
補(bǔ)償類型 |
系數(shù)單位 |
參數(shù) |
蒸汽 |
-40℃~+350℃ |
頻率脈沖 |
溫度補(bǔ)償 |
P/m |
表2流量計(jì)算控制儀參數(shù)
項(xiàng)目 |
輸入信號(hào) |
分度值選擇 |
儀表系數(shù) |
補(bǔ)償類型 |
切換顯示 |
參數(shù) |
頻率脈沖 |
全類型分度 |
自動(dòng)演算 |
自動(dòng)溫補(bǔ) |
瞬時(shí)流量、累計(jì)值、時(shí)間、溫度、脈沖值 |
渦街流量計(jì)通過對(duì)探測(cè)介質(zhì)蒸汽流動(dòng)過程中產(chǎn)生流速，釋放頻率，結(jié)合鉑電阻溫度傳感器作為補(bǔ)償，分別由介質(zhì)流速頻率信號(hào)和溫度PT100信號(hào)經(jīng)過中間端子排輸入至流量積算.儀。
1.2工作原理
渦街流量計(jì)應(yīng)用流體振蕩原理來測(cè)量流量，在流體中設(shè)置三角柱型旋渦發(fā)生體，則從旋渦發(fā)生體兩側(cè)交替地產(chǎn)生有規(guī)則的旋渦，這種旋渦稱為卡門旋渦。旋渦在旋渦發(fā)生體下游非對(duì)稱地排列，在三角柱的旋渦發(fā)生體后上下交替產(chǎn)生正比于流速的兩列旋渦。旋渦的釋放頻率與流過旋渦發(fā)生體的流體平均速度及旋渦發(fā)生體特征寬度有關(guān)，可用公式表示:
f=stv/d
式中:
f-旋渦的釋放頻率，Hz;
v-流過旋渦發(fā)生體的流體平均速度，m/s;
d-旋渦發(fā)生體特征寬度，m;
st-雷諾數(shù)的函數(shù)，st=f(I/Re)。
當(dāng)雷諾數(shù)Re在102~105范圍內(nèi)，st值約為0.2。因此，在流量測(cè)量中，要盡量滿足流體的雷諾數(shù)在102~105，此時(shí)旋渦的釋放頻率f=0.2v/d。圖2為渦街流量計(jì)探測(cè)量原理示意圖。
渦街流量計(jì)中智能流量積算控制儀采用全自動(dòng)溫度補(bǔ)償、流量系數(shù)K自動(dòng)演算、全類型分度號(hào)輸人選擇，通過具體編程流量補(bǔ)償系數(shù)，實(shí)現(xiàn)流量輸人的多功能性。
2實(shí)際應(yīng)用
Lyocell纖維生產(chǎn)區(qū)域蒸汽用量主要分布在原液、精練及烘干工序，其中烘干區(qū)蒸汽用量最大。三個(gè)生產(chǎn)區(qū)域用蒸汽量采集數(shù)據(jù)見表3。
表3三個(gè)生產(chǎn)區(qū)域用氣量
計(jì)量區(qū)域 |
儀表系數(shù)K |
補(bǔ)償溫度(℃) |
脈沖值(Hz) |
瞬時(shí)流量
均值(t/h) |
累積流量(t) |
原液
精練
烘干 |
149
598
352 |
145
150
160 |
30
53
68 |
0.81
1.25
1.69 |
25
39
52 |
通過以上統(tǒng)計(jì)，生產(chǎn)區(qū)域用汽量數(shù)據(jù)與儀表校驗(yàn)值一-致，采集數(shù)據(jù)與生產(chǎn)總蒸汽量基本吻合，且在Lyocell纖維生產(chǎn)區(qū)生產(chǎn)工藝穩(wěn)定的前提下，流量瞬時(shí)值、累積值顯示準(zhǔn)確，數(shù)據(jù)讀取方便。使用結(jié)果表明，渦街流量計(jì)在蒸汽計(jì)量中的應(yīng)用效果顯著，能夠滿足蒸汽計(jì)量需要。
3.常見故障分析
3.1管道中有蒸汽流動(dòng)而無信號(hào)輸出或瞬時(shí)流量無顯示
首先檢查電路接線及電源電壓是否正確;確認(rèn)管道中確實(shí)有流量，且大于可測(cè)流量下限.值;檢查小流量切除值是否過大;檢查流量計(jì)傳感器是否正常，將傳感器兩個(gè)引線由放大板.拆下，用萬用表測(cè)量傳感頭兩引線之間阻值和傳感頭兩引線分別對(duì)外殼阻值，兩值均應(yīng)大于2MΩ，否則需要更換傳感頭。若傳感頭輸出信號(hào)正常，流量積算儀接收信號(hào)無反饋，則判斷流量積算儀損壞。
3.2流量計(jì)測(cè)量誤差大
檢查溫度補(bǔ)償鉑電阻是否損壞;檢查儀表周圍是否有較強(qiáng)的電干擾信號(hào),若有電干擾信號(hào)，則需加強(qiáng)屏蔽和接地措施;查看儀表是否超過檢定周期;檢查管道是否有泄漏;確定生產(chǎn)工藝流程是否穩(wěn)定。
4結(jié)論
蒸汽作為被測(cè)流體介質(zhì)，選擇渦街流量計(jì)的優(yōu)勢(shì)明顯。渦街流量計(jì)測(cè)量范圍廣、靈敏度高，能夠滿足生產(chǎn)中蒸汽能源計(jì)量的需要。
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