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故障现象一般而言,进口流量仪表性能较先进,可靠性较高。然而,有些仪表在中国的应用效果并不理想。以E+H公司电容式涡流街流量计为例,某石化厂使用一台通径DN150的仪表检测空气流量,但输出信号在一定幅度范围内做上下波动(见下图),因而控制系统在很大程度上受到干扰。
故障分析先考虑带有普遍性的管道情形。假定管径有较大的突变(例如扩大),则流体在该处因分离而形成了重复循环的二次流动[图2-15(a)],它处于与管轴平行的平面内;而管径突然缩小的情形也相似[图2-15(b)]。由于二次流动的产生,使流速分布受到了扰动发生了畸变。处理这个问题的办法是装上合适大小接头作为过渡段(图2-16),并保证有足够长的直管段(一般为15-18倍管道内径),这样就能够使速度分布恢复到正常的状态。
涡街流量仪表与管道内径相等是最为理想的。如果两者存在差异(即使公称通径相同),就可能产生附加误差,具体分为几种情况(见下图)。
(1)管道实际内径大于仪表内径,但两者之差不超过后者的3%。这时所产生的误差很小,仍在仪表精度范围之内,对测量无影响,不需要任何修正。
(2)管道实际内径小于仪表内径,且两者之差在一定范围之内,即通径DN15-DN100≤3%,DN150≤1%,则所产生的误差较小,这时可以通过对仪表系数K进行修正来补偿,针影响消除。
(3)管道内径与仪表内径之差较大,超过上述允许的范围,这时所产生的附加误差也较大,即使修正仪表系数K,也无法满足测量的精度和稳定性要求。
E+H公司电容式涡流街流量计性能优异,但其内径尺寸多为德国标准(DIN),与中国国家标准(GB)的管道内径相关较大。例如,该公司DN150仪表实际内径为159.3㎜,而GB管道的实际内径为150㎜,两者之差高达6%,因而仪表运行效果当然不理想。某石化厂的例子便属于这种情况。
故障处理 通过改管使内径相匹配,波动现象便得到消除。
流量仪表安装时,首先必须解决的问题是仪表与管道内径如何匹配,其途径有二。
(1) 使管道内径向仪表内径靠拢,这必须寻找合适管道,并对原有管道进行改造,因而也较麻烦。
(2)使仪表内径与中国普遍使用的管道内径相同或相近,从而为旧装置的改造或新工程的设计提供了极大的方便,因而比较切实可行。