渦輪流（liú）量計安（ān）裝使用和維（wéi）護

1、傳感器的安（ān）裝

1）傳感器一般應該水平安裝，流體流向必須（xū）和箭頭指向一致。並符合說明書（shū）的安裝環（huán）境要（yào）求。

2）和傳感器（qì）相連接的前後管道的內徑應與傳感器口徑一致。管道和傳感（gǎn）器連接處，不準有凸出物（如凸（tū）出的（de）焊縫和墊片等）伸入（rù）管道內，以（yǐ）免改變通道截麵和傳感器進口流場分布，並要求管道中（zhōng）心和傳（chuán）感器中心一致。傳感器上遊直管段長（zhǎng）度L與管道內徑D的比值應滿足式（6-24）的（de）要求。

式中，f是管（guǎn）道內（nèi）壁摩擦係數，流動處於湍（tuān）流狀態（tài）時一般可取0.0175；R是旋渦速度比，取決於傳感器上遊局部阻流件的類型。K值與上（shàng）遊直管段長度如表6-1所示。

若上遊（yóu）局部阻流件狀況不（bú）明確，一般推薦上遊直管段長度應不小於（yú）20D，下遊直管段長度不小於5D。當上遊直管段長度不能滿足要求時。應在傳感器與阻流件之間安裝流動調整器。傳感（gǎn）器安裝在室外時，應有（yǒu）避（bì）免陽光直（zhí）射和防雨淋（lín）措施（如安裝防（fáng）護箱（xiāng）等）。

2、連接管道的安（ān）裝

1）在需要運行不能停（tíng）流的場合，應安裝旁路管道（dào）和可靠的截止（zhǐ）閥，測（cè）量時應（yīng）保證旁路管道無泄漏。在（zài）其他（tā）場合，一般（bān）希望設置旁路管（guǎn）道，既利於啟動時（shí）起保護作用，又利於不影（yǐng）響流體正常（cháng）輸送情況下的維修。

2）傳感（gǎn）器前一般應（yīng）安裝過濾（lǜ）器，以消除雜質；在測量單向（xiàng）流（liú）的場合，應在（zài）傳感器的下（xià）遊處設一單向閥（逆止閥），以防止因流體的反流水錘現象影響傳感器（qì）特性（xìng）。凡測量易氣化的液體時，應安裝消氣器，以消除管道內氣體。為了防止發生（shēng）氣穴，提高測量精度和使用壽命，傳感器進口端壓力應（yīng）高於式（6-25）計算的*低壓力Pmin：

Pmin=2△p+1.25pv

式中△p是傳感器*大流量時的壓（yā）力（lì）損失；pv是被測液體*高使（shǐ）用溫度時的蒸（zhēng）汽壓。

3）流量調節閥應置於傳感器下遊處（chù），以減少來自（zì）上遊的流場幹擾，以利流量（liàng）的穩定調節。壓力表可設置在傳感器的進（jìn）口（kǒu）或出口（kǒu）處，溫（wēn）度計應設置在傳感器的下遊5D處。

4）傳感器管道安裝（zhuāng）過程中，應盡量減小應力，避免由於安裝應力所引（yǐn）起的變形和由於熱脹冷縮所引起的畸變。對於造成管（guǎn）道過分振動的現象也（yě）應避免。

5）對不帶（dài）信號檢（jiǎn）測放大器的傳感器（qì），其（qí）傳感器和信號檢測放大器之間的間距不得超過3～5m，傳感器輸出信號應該采用雙芯屏蔽電纜傳輸（shū）至（zhì）信號檢測放大器的輸入（rù）端。

6）傳感器安裝前，應將管路內鐵末、焊渣清除幹淨。啟動前，應排除管道內氣體（tǐ）。啟動時，就避（bì）免過載流量流經（jīng）傳感器。

3、傳感器的選用

1）適宜測量的流體

傳感器*適用於測量潔淨（或基本潔淨）的低粘度單相（xiàng）流體（氣體或液體），如水、輕油、石（shí）油（yóu）溶劑、酸（硫酸流量計）、堿、液氧、液氮、液氫及（jí）空氣(空氣流量計)、氧氣等。若測量高（gāo）粘（zhān）度液體，由於粘（zhān）度對（duì）傳感器性能的影（yǐng）響，將降低測量精確度。若測（cè）量混有固體（tǐ）顆粒的液體，因易損壞軸承，渦輪流量計不（bú）適合（hé）使用。對測（cè）量強腐蝕性的液體，將造成葉輪（lún）等主要零（líng）部件的選材困難，其耐腐（fǔ）蝕性有一定的局限性，要慎重選擇。對氣體（tǐ）測量是可以的，但因氣體密度低、流速高，所以（yǐ）必須對（duì）結構參數設計作特殊（shū）考慮。一般不能用於氣液混相流和蒸汽的測（cè）量。

2）口（kǒu）徑的（de）選用

每種口徑的傳感器都（dōu）有一定的流量測量範（fàn）圍度。一般傳感器口（kǒu）徑的選用是由流量範圍來決定的。即（jí）使用時的*小流量不得（dé）低於該口徑允許測量（liàng）的*小（xiǎo）流量（liàng），使用時的*大流量不得高於該口徑允許測量的（de）*大流量。從測量精（jīng）確度和使用壽命兩方麵考慮，一般認為（wéi）在斷續使用（yòng）（每日實際運行8h以下）的場合，按實際使用時的（de）*大流量的（de）1.3倍選擇傳感器口徑。連續（xù）使用（每（měi）日實際運行8h以上）的場合，按實際使用時的*大流量的1.4倍（bèi）選擇傳感器（qì）口徑。至於在（zài）惡劣工況條件下使用（如易氣化的液體、含微小顆粒的液體等），則使用時的*大流量應該為該口徑允許（xǔ）*大流量的（de）40%。如果傳感器口徑與流程管道通徑不一（yī）致時，則應以異徑（jìng）接管（guǎn）和（hé）等（děng）徑直管改裝管道。一般情況下，傳感器流量範圍下限附近誤差稍大，通常將實際*小流量的0.8倍作為選用傳感器流量範圍下限（xiàn）值，使保證有一定的餘量。

3）軸承的選擇

為了提高（gāo）傳感器的測（cè）量（liàng）精（jīng）確度，力求軸與軸承間的摩擦力矩為*小。一般滾動軸承用於潤滑性（xìng）好的流體（汽油、煤油等）測量；具有自潤滑性的滑動軸承（如塑料類、石（shí）墨碳（tàn）素類（lèi）軸承等），在非潤滑性的（de）液（yè）體測量中被采用；超硬合（hé）金軸承（如碳化（huà）鎢類軸承等（děng））用於易於汽化的流體、混有微小顆粒的流體以（yǐ）及具有腐蝕性（xìng）的流體測量以及需要連續使用的（de）場合。

4、流量指示積算儀（yí）的安裝和使用

1）安（ān）裝

流量指示積算儀應水平放置或水平安裝在儀表屏上，安裝高度應以讀數和操作方便為準，一般為（wéi）1.5m左右。

2）接線

a）流量指示積算儀所用電源為220V、50Hz交流，按（àn）接線（xiàn）端子板規定的“相”、“中”、“接地”三接線點與交流電源相連。電源三接線點不得（dé）想混使用，其它（tā）任（rèn）何引（yǐn）線不要隨便接入。

b）接線端子板上“輸入”部分是指流（liú）量指示積算儀工（gōng）作信（xìn）號（hào）輸入的諸接線點：

“信號”端子接傳（chuán）感器經信號檢測放大器放（fàng）大後的輸（shū）出（chū）；

“接地”端子接傳（chuán）感器信號檢測放大器公共地線（不（bú）接殼）；

“-E”端子引（yǐn）出提（tí）供（gòng）傳感器信號檢測放大器工作電源（一般為-12V）。

c）0～10mA直流電流輸出部分（fèn）共（gòng）四個接線點，供引出0～10mA直流電流（liú）信號（hào），可配調（diào）節器和記錄儀等（děng）。根據不同的負載，可在“0～0.5kΩ”、“0.5～1kΩ”、“1～2kΩ”選擇使用，負載的地接線在“丄”端子上。

d）標（biāo）準頻率（10～100kHz）輸出（chū）部分是指石（shí）英（yīng）晶體振蕩器振（zhèn）蕩頻率經運算後（hòu）的輸出，可（kě）作簡易信（xìn）號源使用。

3）接線須知

a）後麵板接地（dì）螺釘要（yào）求接地（dì）良好。

b）信號檢測（cè）放（fàng）大器與流量指示積算儀的輸入端連（lián）接，應將屏（píng）蔽線的屏蔽網接地，不要誤（wù）接在機殼上。

c）接線時，要嚴格遵（zūn）照接線圖規定連接，以防幹（gàn）擾引入。

d）隻（zhī）需指示流量和積算總量時，“輸出”部門不必與外麵連接。

5、流體物性的影響

1）密度的影響

渦輪流量計屬（shǔ）於（yú）速度式儀表，密度的變化將使作用於葉輪上的轉動力矩也按比例地增減，從而影（yǐng）響顯示的體積流量。在測量液（yè）體的場合，由於液體的密度變化小，且設計時又力求軸承摩擦力矩甚小，所以密度（dù）的影響一般可以忽略。在測量氣體的場合，由於氣體的密度在常壓下為液體密度的（de）千分（fèn）之一（yī），欲保持氣體具有和液體相同（tóng）的轉矩效應，則流速要增大30餘倍。同樣，葉輪的轉速也必然要激劇增大而直（zhí）接影響傳感器使用壽（shòu）命。為此，氣體用流量傳感器的設計必須減小葉片傾角以降低葉輪轉速。同時，盡可能減小軸（zhóu）承摩擦力矩。一旦被測流體的溫度、壓力或密度出現較（jiào）大幅度變化時，則對傳感器的流量係數應予修正（zhèng）。

2）壓力影響（xiǎng）

為了保證渦輪流量計在量（liàng）程範（fàn）圍內（nèi）的正常（cháng）運（yùn）行，防止出現氣穴，傳感器應保證一定的出（chū）口壓力。另外，當傳感器內被測流體的壓力變（biàn）化較（jiào）大時，將引起傳感器（qì）內部尺寸和流體體積的變化，從（cóng）而造成傳感器儀表係數的（de）變化，對此（cǐ）應予修（xiū）正。

a）壓力變化引（yǐn）起傳感器尺（chǐ）寸變化，修正（zhèng）係數

Cp=1+ε·△p

式中ε稱（chēng）渦輪流量計模數（shù），它與傳感器的（de）材料、尺寸有關，一般由製造廠（chǎng）給出。△p為工作壓力與標定壓（yā）力之差（chà）。由於ε值很小，因此在工業上Cp這個修正係數（shù）可忽略，即Cp≈1。

b）壓力（lì）變化引起流體體積變化，修（xiū）正係數

式中，p是工作時傳感器內的壓力（Pa）；po是標定時傳感器內的壓力（P8）；β是工作溫度下被測液體的壓縮係數（1/Pa）；β0是標定溫（wēn）度下被測液體的壓縮係（xì）數（1/Pa）。

3）溫度（dù）影響

當傳感器內（nèi）被（bèi）測流體的溫度變化（huà）較大時，將引起傳感器內（nèi）部尺寸和流體體積的變化，從（cóng）而造成傳感器儀表係數的變（biàn）化，對此應予修正。

a）溫度變化引起傳感器尺寸變化，修正係數（shù）

Ct=（1+a1△t）2（1+a2△t）

式中，a1是傳感器（qì）殼體材（cái）料（liào）平均熱膨脹係（xì）數（shù）；a2是（shì）傳感器葉輪材（cái）料平均熱膨脹係數；△t是工作溫度與（yǔ）標定溫（wēn）度之（zhī）差，工作溫度比標定溫度低時，以負（fù）值代入公式。

b）溫度變化引起流體體積變化，修正係數

Ctv=1+△ta

式中（zhōng），a是被測流體體膨脹係數（1/℃）。

如果渦輪（lún）流量計測（cè）量的是體積流量，則隻考慮傳感器（qì）物理尺寸（cùn）變（biàn）化的影響。

式中（zhōng），N是工作時（shí）累計脈衝數（shù）(次)；K是傳感器出廠的儀表係數（次/m3）；qv是工作狀態下，根據累計脈衝數N和儀表係（xì）數（shù）K求得的名義體積流量值（m3/h）。

如果渦輪流量（liàng）計測量的（de）是質量流量，則修正係數應同時考慮溫度，壓力對傳感器物理尺寸及流體體積（jī）的影響。

對於（yú）液體，Cpv=1，上式可寫成

式中，qm是工作（zuò）狀態（tài）下實際的質量流量（kg/h）。

4）粘度影（yǐng）響

被測流（liú）體的（de）粘度（dù）變（biàn）化將影響傳（chuán）感器特性（xìng）。定性分（fèn）析認為：隨著流（liú）體粘度的增高，對任何口（kǒu）徑的傳感器來說，其線性（xìng）範圍都減小。對一（yī）定口徑的傳感器（qì）來說，粘度變化對特性曲線的小流量（liàng）段影響*顯著，隨著流（liú）量增大，則其影響減（jiǎn）小。對不同口徑的傳（chuán）感器來說，粘度變化對大口徑傳（chuán）感器的影響小；對（duì）小（xiǎo）口徑傳感器的（de）影響大。圖6-12a和b分別表示直葉片和螺旋葉片渦輪流量傳感器液體（tǐ）粘度與儀表係數K之間的關係。由圖6-12可見，粘度增大時，儀表係數線性區域變窄（zhǎi），下限流量相應增大；當粘度增大到一定數值（zhí）時甚至無線性區域（yù）（但螺旋葉片的情（qíng）況要比（bǐ）直葉片好得多）。所以，當采用以水標定的渦輪流量計來測（cè）量較高（gāo）粘度的流體時，要獲得較高的測量（liàng）準確度，則須提高測量下限值且縮小範圍度（dù）。若要獲得更高的測量（liàng）準確度，則需在現場用實際的液體進行標定。通常當被測流體的運動粘度（dù）在1×10-6～5×10-6m2/s，可（kě）以用水標定的儀（yí）表係數進行流量計算。當被測流體粘度在5×10-6～15×10-6m2/s，用水標定的儀（yí）表係數進行流量計量將降低計量準確度，應予修正。當（dāng）被測流體的運動粘度大於15×10-6m2/s時，該（gāi）儀表必須在（zài）工作條（tiáo）件下采用實際的液體進行標定。

 

6、使用注意事項

1）未安裝（zhuāng）旁路管道的流量傳感器，應先以中等開度開啟流量傳感器上遊閥，然後緩慢（màn）開啟下遊閥。以較小的流量運行一段時間（如10min），然後全開上遊閥，再開大下（xià）遊閥開度，調節到所需正常流量。

2）對於裝有旁（páng）路管（guǎn）道的流量傳感器，先全開（kāi）旁路管閥門，以中等開度開啟（qǐ）流量傳感器上遊閥，再緩慢開啟下遊閥，關小旁路閥開度，使儀（yí）表以較（jiào）小的流（liú）量運行一段時間。然後全開上遊閥，全關旁路閥（必須（xū）保證旁路閥無泄漏），*後調（diào）節下遊閥開度到所需的流量。

3）對於低（dī）溫和高溫流體，在流（liú）通前要排淨管道中的水分，通（tōng）流（liú）時先以很小流量運行15min，再逐（zhú）漸上升至（zhì）正（zhèng）常流（liú）量。停流時也要緩慢進行，使管（guǎn）道溫度和環境溫度逐漸接近。

4）啟閉（bì）閥門應盡可（kě）能平緩，如采（cǎi）用自動控製閥門的啟閉，*好采用“兩段開啟，兩段關閉（bì）”的方式，以（yǐ）防止（zhǐ）流體突然衝（chōng）擊葉輪甚至發（fā）生水錘現象損壞葉輪。

5）當管道壓力不高（gāo）時，應核查流量傳感器下遊壓力。一般在投入運行初期觀察*大流量（liàng）時傳感器下遊的壓力（lì）是否（fǒu）大於（yú）式（6-25）的Pmin，否則應采（cǎi）取措施以防止產生氣穴。

6）正確處理流量傳感器的一般係數，渦輪（lún）流量計的一般係數K由（yóu）製造廠填寫（xiě）在給用戶的校驗單上，謹防丟失。使用時應仔細檢查配套用的顯示儀表內部係數開關和倍乘開（kāi）關，其位置應與對應的（de）傳感器儀表係數一致（zhì）。渦輪（lún）流量傳感器長期使用後因軸承磨損等原因，儀表係數K會發生變化，應定期現場（chǎng）或離線校驗。若測量誤差超過範圍，應及時調換備用傳感器，並按新傳感器的儀表係數及時重新設定顯示儀表。

7）要求（qiú）定期清掃管線的（de）工藝流程（如輸送成品油管線更換（huàn）油品或停用時），掃線清管時所用流體的流向、流量、壓力、溫度等均應符合渦輪流量傳感（gǎn）器的規定。

8）當用（yòng）高溫蒸汽清（qīng）掃管道時，切（qiē）記（jì）高（gāo）溫蒸汽流經傳感器以免損壞。

7、維護和故障處理

（1）維護（hù）

為保證渦輪流量計長期正常工作，必須經常檢查傳感器、顯示儀表以及輔助設備（bèi）的運（yùn）行狀（zhuàng）況，做好維護工作，出現異常時應及時排除。

1）定期對傳感器進（jìn）行拆洗、檢查和複校；設有潤滑油或清洗液主入口的傳感器，應按說明書的（de）要求定期注入潤滑（huá）油（yóu）或清洗液，維（wéi）護葉輪（lún）良好運行。如葉輪出現異常聲音，應（yīng）及時（shí）卸下檢查傳感器內部零（líng）件。軸承和軸嚴重磨損時，應進行更換且重新標定。

2）監察顯示儀表工作狀況（撥向“自校”檔），評估顯示儀表（biǎo）讀數，如懷疑有不正常（cháng）現象應及時檢查。

3）保持過濾器暢通，過濾器（qì）被雜質堵塞，可以從其入口（kǒu）、出口（kǒu）處壓力表讀數差（chà）的增（zēng）大來判斷，並及時清除，否則堵塞嚴重會降低流量。定期排放消氣（qì）器中從液體逸出的氣體。傳感器從管道上拆下（xià）暫時不用時（shí），應用（yòng）輕質油清洗幹淨並在兩端加蓋（gài）防護，以防鏽蝕或雜（zá）質進入儀表內。

（2）故障現象、原因及處理方法

1）故障（zhàng）現象：通（tōng）電後無流量（liàng）時有流（liú）量輸出信號

   

故障原因：a、輸入（rù）屏（píng）蔽或接地不良，引入電磁幹擾

處理方法：改善屏蔽與接地，排除電磁幹擾

故障（zhàng）原因：b、傳（chuán）感器靠近幹擾源（yuán）或管道振動

處理方法：遠（yuǎn）離幹擾源安裝，采取防振措施

故障原因：c、截止閥關閉不嚴泄漏

處理方法：檢修或更換閥

 

2）故障現象：通電、通流後無流量輸出信號

 

故障原因：a、感應線圈斷線或（huò）焊點脫焊

處理方法：更換感應線（xiàn）圈或重（chóng）焊（hàn）

故障原因：b、前置放大（dà）電（diàn）路（lù）元件損壞

處理方（fāng）法：檢查並更換元器（qì）件

故障原因：c、葉輪被雜物或髒物卡死

處理方法：拆下葉輪進行清洗或更換，更換後須重新標定

故障原因（yīn）：d、軸承和軸被雜物（wù）卡主（zhǔ）或斷裂

處理方（fāng）法：拆下進行清洗或更換，更換（huàn）後須（xū）重新標（biāo）定

故障原因：e、管道、閥門被（bèi）堵塞

處理方（fāng）法：檢查、清理管（guǎn）道，閥門及傳感器

 

3）故障現象：流（liú）量輸出信號不規則，不穩定

 

故障原因：a、有較強電幹擾信號

處理方法：加強屏蔽和接地

故障原因：b、葉（yè）輪動平衡差

處（chù）理方法：調整（zhěng）葉輪（lún）動平衡

故障原（yuán）因：c、管道、閥門、傳感器等進入（rù）雜物

處理方法：檢（jiǎn）查、清理（lǐ）管道、閥（fá）門及傳（chuán）感器

故（gù）障原因：d、傳感器受損或有氣穴

處理方法：檢（jiǎn）查傳感器及增加背壓

故（gù）障原因：e、管道振動（dòng）使葉輪抖（dǒu）動

處理方法：加（jiā）固管線或在傳感器（qì）前後加裝支（zhī）架，防止振動