涡街流量计在氯碱行业中的应用

 

          涡街流量计主要用于工业管道介质流体的流量测量，其特点是压力损失小，量程范围大，精度高，在测量流体工况体积流量时几乎不受流体密度、压力、温度、黏度等参数的影响，可用来测量液体、气体、蒸汽等多种介质，且维护量小、成本低廉，因此被广泛应用于氯碱行业。

 

1 涡街流量计的工作原理

    涡街流量计是基于卡门涡街原理( karman vortexstreet) 进行测量。当流体通过漩涡发生体时，发生体两侧会交替出现有规则的漩涡，这种旋涡称为卡门涡街。而且两侧漩涡的旋转方向相反( 见图1) ，每个漩涡将产生一个低压区，传感器监测压力变化并转换成脉冲信号。在流量计的允许量程范围内，涡街的形成具有一定的规律。因此，涡街频率与体积流量成比例关系。标定系数( K 系数) 为比例常数，也就是通常所说的仪表系数。K 系数为流量计流量系数，其物理意义是每立方米流体的脉冲数。

    K 系数=脉冲数/流体体积。

 

    在流量计的允许量程范围内，K 系数仅仅取决于流量计的几何尺寸，与流体流速和物理特性( 如黏度和密度) 无关。因此，K 系数与被测介质类型无关。

 

    初始的测量信号( 涡街频率) 已进行数字化处理，与流量成线性比例关系。流量计在出厂前通过标定确定K 系数。流量计的允许量程范围主要取决于雷诺数( Ｒe) ，Ｒe是流体的惯性力和黏性力的比值，用于表征流体的流动特性。在采用涡街流量计进行测量时，当Ｒe ＞ 4 000 后，仪表才会有显示值; 当Ｒe ＞ 20 000后，仪表的测量值才是线性的。Ｒe的计算公式见式( 1) 。

 

2 涡街流量计的特点

 

3 涡街流量计选型注意事项

 

4、涡街流量计的安装要求

 

5 涡街流量计使用中常见问题及对策

( 1) 计量不准。

①流速太低，Ｒe低于20 000; 

对策: 提高流速或流量计缩径。

②管线振动大; 

对策: 更改流量计安装位置、加固管线、流量计前后加软连接。

③测量气体或蒸汽时补偿方式或参数不正确;

对策: 使用流量积算仪补偿或上位机( DCS) 补偿。

④流量计前后直管段不足; 

对策: 更改流量计安装位置或加流量镇流器。

⑤流量计安装时垫片不同心或伸入管道; 

对策:正确选用配套垫片并正确装配。

⑥气液两相或液体中固含量多; 

对策: 改善工艺过程条件。

⑦仪表K 系数或口径等关键参数被修改; 

对策: 根据流量计铭牌信息输入正确参数。

⑧仪表传感器损坏，导致传感器灵敏度变差; 

对策: 更换传感器

 

( 2) 传感器损坏。

①流速过快。根据经验，当流速超过仪表好大量程的95%以后，极易造成传感器的损坏; 

对策: 减慢介质流速或更换大口径仪表。

②水锤。在蒸汽测量中，99% 的涡街流量计传感器损坏原因是因为水锤; 

对策: 工艺管线增加疏水器，缓慢开启阀门以避免水锤产生。

③管线吹扫时未拆下流量计，管道内残留焊渣、焊条、小铁块等会打坏传感器; 

对策: 需拆下涡街流量计后再进行管道吹扫。

④腐蚀。传感器材质选择不正确; 

对策: 根据所测介质的特性选用正确材质的传感器。

⑤高温。传感器工作温度大于其额定值; 

对策:改善工艺条件或选用分体式传感器测量。

 

6 结论

        涡街流量计是依据卡门旋涡原理对封闭管道流体流量进行测量的新型流量计，因具有良好的介质适应能力，无需温度和压力补偿即可直接测量蒸汽、空气及其他气体、水及其他液体的工况体积流量，配备温度、压力传感器可测量标况体积流量和质量流量，是节流式流量计的理想替代产品。温度补偿一体型涡街流量计还带有温度传感器，可以直接测量出饱和蒸汽的温度并计算出压力，从而显示饱和蒸汽的质量流量。温压补偿一体型涡街流量计带有温度、压力传感器，用于气体流量测量，可直接测量出气体介质的温度和压力，从而显示气体的标况体积流量。

         涡街流量计可以测量液体、气体以及蒸汽等介质，在氯碱行业中广泛应用。但只有在正确设计、正确选型以及正确安装的条件下才能保证其测量准确稳定，发挥其应有的作用。