4、搅拌器桨叶旋转引起的脉动及其克服方法
某化工厂,母液如图6.12所示,经电磁流量计从前一设备送向母液罐,仪表投入运行后,流量示值以固定频率上下跳动。现场检查前后直管段长度及接地等安装条件均符合要求,未查出原因。一次偶然机会,母液罐内的搅拌器停止运转,这时流量示值稳定。经进一步检查发现,此搅拌器是侧壁安装,而且其位置距安装流量计的进料管管口仅1米左右,很明显是搅拌器桨叶以固定的周期翻起波浪,使得进料口处的阻力周期变化导致管内流体脉动。电磁流量计出口端到容器壁的距离D1太近,仅约1.5m,使流量计出口流速不稳,流量示值产生有规则的摇摆。后将流量计改到B位置,远离原安装位置约10m,流量计示值趋稳定。

本例中所说的流动脉动对仪表积算总量影响还不大,因为搅拌器桨叶引起的脉动频率较低,其数值远远低于所选电磁流量计的激励频率,所以尽管流量示值大幅度周期性摆动,但其准确度并无明显变化,其影响仅仅是示值难以读数和DCS中趋势曲线无法制作。
5、减压阀振荡对涡街流量计的影响
直接作用式压力调节阀在现场使用得很普遍。这种阀振荡时不像例2那样容易察觉,而且非常隐蔽,因此处理人员很容易被表象所蒙蔽。
该实例为大厦所属锅炉房经分配器向洗衣房供汽。因蒸汽压力太高,所以中间设置一个直接作用式减压系统。流量计为涡街流量计。系统图如图6.13所示。

该系统投运后的最初几年,运行一直良好。白天和上半夜洗衣房开工,蒸汽流量在1.0~2.5t/h之间波动。后半夜收工后,流量减为0.2t/h左右。典型的历史曲线如图6.14所示。

可是在2007年1月的一次停车小修之后,情况发生了变化。其中,开工期间的流量变化范围并无异样,而停工期间的流量示值却大幅度升高,甚至比开工期间的最大流量还要大。典型的历史曲线如图6.15所示。因此,有关人员特地在收工期间进行检查。先是检查涡街流量计的零点。然而,关掉切断阀后,流量计指零。

其次怀疑涡街流量计损坏。将涡街流量计拆下放在流量标准装置上校验,一切正常,指标合格。
在停工期间,检查人员靠近图6.13 中阀门 V5的位置听管道中流体流动的声音,噪声很大,在场人员推算管内流速很高。可是顺着管路去查,沿途无任何泄漏,也无疏水器漏汽的迹象。
有人怀疑疏水器损坏,而在停车期间流量太小,饱和蒸汽带入减压系统的凝结水有可能在图6.13中的V5前积累,使得蒸汽通过水层时出现鼓泡,导致流量脉动。可是,打开阀门V7,并无积水的证据。
在一筹莫展的情况下,开始怀疑减压阀,因为不论流量大与小,减压阀后的压力总是稳定在0.4MPa,所以,人们一直认为它是好的,没有怀疑的必要。
于是,通过阀门V3对出口压力进行控制,而将阀门V2逐步关小,直至关死。
待切换完毕,流量示值跌到0.2t/h以下,从而真相大白。后来,维修人员更换了减压阀的金属膜片,最终处理了故障。
这一故障的教训如下。
a.一台减压阀能将出口压力(或进口压力)稳定地控制在规定值,从而完成其主要任务,但不能因此而忽视其对流量测量可能存在的影响。
b.一台减压阀在开度大的时候可能对流量测量不存在影响,但不能因此断定在开度小的时候也不存在影响,因为阀门前后的压差不同、开度不同、管网的配置不同等,都可能影响减压阀的稳定性。
c.减压阀是否振荡,通常观察它是否存在明显的振动,阀芯存在明显的抖动,是否发出振荡叫声;但即使无振动、无抖动也无叫声,也不能作出不振荡的判断。
检验减压阀是否振荡并对涡街流量计产生干扰,最可靠和简单的办法是跳开减压阀,改由旁通阀控制。
d.减压阀振荡(或仅在某一开度存在振荡现象)导致涡街流量计示值偏高,是由于振荡引起流动脉动,干扰涡街流量传感器的工作。
e.解决减压阀振荡的方法是对减压阀进行维修或改善其工作条件,使振荡条件不成立。
6、T形管道引起的脉动及其克服
横河公司在其旋涡流量计选型资料中介绍,由图6.16所示的T形管道而引起的脉动压力,要对旋涡流量计产生干扰。当图中的阀门V1关闭时,流体循B方向流动,对流量计A来说,流量为0,但由于该脉动压力被流量计中的传感器检测到,以致流量计产生“假流量”输出,出现所谓的“无中生有”现象。该公司建议将V1的位置换到 V′1位置,这时,V′1关闭,能将脉动压力完全阻断,从而消除“无中生有”现象。而V′1保持一定开度时,由于V′1的节流作用,对脉动压力有一定的衰减效果。当然,流量计的安装位置如有可能,应尽量向下游移,远离脉动源,上述衰减作用会更显著。

总之,脉动流体对流量测量仪表的影响是个十分复杂的问题,有时只感到流量示值误差大,并未察觉是流动脉动的影响,也未察觉脉动的存在。上述几例属于比较简单的情况,可通过阻尼或消除脉动源,使问题得到解决。另外还有一些问题需要去研究和解决。