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涡街流量计安装维护以及在使用过程中故障处理

摘要:介绍了涡街流量计的工作原理;涡街流量计的安装;涡街流量计的维护,涡街流量计在使用过程中故障现象和处理方法。
1、涡街流量计的工作原理
涡街流量计属于速度式流量计,是由漩涡发生体和频率检测器构成的变送器、信号转换器等环节组成。其测量原理是在流动的流体中,若垂直流动方向放置一个漩涡发生体,在某一雷诺数范围内,将在漩涡发生体的后面的两侧交替产生有规律的漩涡(见图1),旋涡列在旋涡发生体下游非对称地排列。
设旋涡的发生频率为f,被测介质的平均流速为v,旋涡发生体迎面宽度为d,单侧漩涡产生的频率f与流速v和d之间有如下关系式
式中Sr是雷诺数的函数,在ReD=2×104~7×106范围内,Sr可视为常数,涡街频率与体积流量成比例关系。
涡街流量计可以测量单一状态下的液体、气体和蒸汽的流量,在混相流体状态时,流量计是不能作出精确测量的。涡街流量计有一体型和分体型。
2、涡街流量计的安装
涡街流量计按传感器分为法兰式、夹持式、插入式。选型时优先考虑法兰式,其次是夹持式,插入式不予考虑。原因是夹持式和插入式流量计的精度受安装影响较大,不规范的安装将产生很大的测量误差。
涡街流量计的安装有务必确保传感器铭牌上的箭头指向与流体流向一致和必须满足下图中的最小前后直管段要求。同时要遵守以下几方面的要求。
2.1 测量气体或蒸汽流量计的安装
测量气体或蒸汽时,涡街流量计安装在水平管道上,配管时应注意防止液体滞留,涡街流量计应安装在管线的较高处或将装有涡街流量计的管段抬高。涡街流量计安装在垂直管道上,流向不限,若被测气体中含有少量的液体,气体流量应由下向上,如图2所示。
2.2 测量液体流量计的安装
测量液体时为保证测量精确,涡街流量计的管道必须充满液体。涡街流量计安装在水平管道上时,应将下游段的管道高于涡街流量计,以保持满管;当流体向下流动时,应将下游段的管道高于涡街流量计,以保持满管。流量计安装在垂直管道上时,流体应该向上流动,当流体向下流动时,应将下游段的管道高于涡街流量计,以保持满管,如图3所示。
2.3 流量计与控制阀的位置关系
控制阀应安装在涡街流量计的下游,这样可解决液体流过控制阀时,因压力下降而产生气泡的不良影响,见图4。涡街流量计安装于水平管道时,当被测介质温度大于200℃时,变送器一定要表头向下安装。
3、涡街流量计的维护
涡街流量计无可动部件,所以在正常使用情况下,维护的工作量较少。日常维护的任务是:查看仪表指示累积是否正常;查看仪表供电是否正常;查看仪表体连接件是否损坏和腐蚀;查看仪表外线路有无损坏及腐蚀;查看表体与工艺管道连接处有无泄漏;查看仪表电器接线盒及电子元件盒密封是否良好等。
当被测介质较脏或易结垢时,应定期清洗流量计内壁,清洗时应保护好旋涡发生体及检测探头,注意不要碰伤其表面与棱角。检测放大器外壳端盖在接线调试后应适度旋紧,以保证其密封性。在进行维护检查时不得将液体及杂物留于壳内。
3.1 管道清洗
对新安装的管道或维修的管道,在运行前需要进行清洗,以冲掉管内的铁锈,水垢,残渣和污泥。
不能测量含固体物质(如沙子、细砾)的流体,用户要定期清除掉附在漩涡发生体上的固体物质。
滞留在管道内的被测流体会引起化学反应,且容易结晶和硬化,沉积在管道避和发生体上,在这种情况,应该清洗发生体。
3.2 旁通管道
为了方便地检查和清洗流量计(漩涡发生体),安装如图5所示的旁通管道。对于初次投运或管线设备检修后,开车时应先使工艺介质走旁路24小时,待介质干净时开表,以防变送器被异物阻塞或变送探测器被损坏。
4、涡街流量计的故障处理
故障情况可分为安装使用故障和仪表内部故障两大类,出现故障后应首先检查安装使用方面是否正常,如果查不出问题再检查是否是仪表内部。
4.1 常见安装使用方面故障及处理
安装使用方面故障包括:安装位置、接线,口径,流量范围,周围振动、电磁干扰影响等。
现象1:上电后管道内有流体流动,但无信号输出。处理方法:检查仪表接线是否正确,有无断线。检查仪表安装方向是否正确。检查流量是否低于正常的流量范围。
现象2:上电管道内无流体流动,但有信号输出。处理方法:检查仪表接地,是否是接地不良引入干扰。检查管道是否有强烈的机械振动。检查环境是否有强电磁干扰,如有大功率电器或变频器等强电设备。
现象3:管道内流体的流量稳定且符合流量要求,但输出变化太大,不稳定。处理方法:检查管道是否振动过强引入干扰。检查接地是否良好。
4.2 常见仪表内部故障及处理
仪表内部故障包括:检测探头失效,检测放大器故障,内部短线,表体渗漏等。
现象1:上电后管道内有流体流动,但无信号输出。处理方法:检查仪表放大器是否有故障。检查检测元件是否损坏。
现象2:上电管道内无流体流动,但有信号输出。处理方法:检查转换器灵敏度。检测探头故障的简单判断探头故障的简单判断方法:用万用表测量两根信号线的绝缘电阻,当温度高于200℃时,绝缘电阻应大于10MΩ。当温度低于200℃时,绝缘电阻应大于2MΩ。如果绝缘电阻不符合要求说明检测探头可能存在故障。
检测放大器故障的简单判断方法:用手在检测放大器检测探头引线输入端感应信号,即可粗略判断是否是检测放大器故障。若无信号反映说明检测放大器可能存在故障。
5、结束语
涡街流量计可以测量液体、气体以及蒸汽,在工业生产中应用相当广泛。变送器的选择有一体式和分体式,在高温以及水井中安装的场所下,建议选用分体式仪表,以方便检修或改善变送器的工作环境。只有在正确选型、正确安装和正确维护下才能保证其发挥应有的作用。
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