一、存在問題

  用來測量蒸汽流量的渦街流量計為何在收工期間示值陡增十多倍？

據用戶所述，所屬鍋爐房經分配器向洗衣房供汽，因蒸汽壓力太高，所以中間設置一個直接作用式減壓系統，減壓與測量系統圖如下3.16所示。

該系統投運后最初幾年，運行一直良好。白天和上半夜，洗衣房開工，蒸汽流量在1.0～2.5t/h之間波動。后半夜收工后，流量減為0.2t/h左右。典型的歷史曲線如圖3.17所示。

可是自從停車小修之后，情況發生了變化。其中，開工期間的流量變化范圍并無異樣，而停工期間的流量示值卻大幅度升高，甚至比開工期間的最大流量還要大。典型的歷史曲線如圖3.18所示。因此，用戶特地在收工期間進行檢查。

二、檢查與分析

先是檢查渦街流量計的零點。然而，關掉切斷閥后，流量計指零。

其次懷疑渦街流量計損壞。然后，將渦街流量計拆下放在流量標準裝置上校驗，一切正常，指標合格。

在停工期間，檢查人員靠近圖3.16中閥門V5的位置聽管道中流體流動的聲音，噪聲很大，在場人員推算，管內流體流速很高。可是順著管路去查，沿途無任何泄漏，也無疏水器漏汽的跡象。

有人懷疑疏水器損壞，以致在停工期間流量太小，飽和蒸汽帶入減壓系統的凝結水有可能在圖3.16中的 V₅前積累，使得蒸汽通過水層時，出現鼓泡，導致流量脈動。可是，打開閥門 V₇，并無積水的證據。

在一籌莫展的情況下，開始懷疑減壓閥，因為不論流量大與小，減壓閥后的壓力總是穩定在0.4MPa，所以，人們一直認為它是好的，沒有懷疑的必要。

于是，通過閥門V₃對出口壓力進行控制，而將閥門V₂逐步關小。直至關死。

待切換完畢，流量示值跌到0.2t/h 以下，從而真相大白。后來，維修人員更換了減壓閥的金屬膜片，最終處理了故障。

三、討論

(1)啟示

①一臺減壓閥能將出口壓力(或進口壓力)穩定地控制在規定值，從而完成其主要任

務，但不能因此而忽視其對流量測量可能存在的影響。

②一臺減壓閥在開度大的時候可能對流量測量不存在影響，但不能因此斷定在開度小的時候也不存在影響，因為閥門前后的壓差不同、開度不同、管網的配置不同等都可能影響減壓閥的穩定性。

③減壓閥是否振蕩。通常觀察它是否存在明顯的振動，閥芯存在明顯的抖動，是否發出振蕩叫聲，但即使無振動、無抖動、也無叫聲，也不能作出不振蕩的判斷。

檢驗減壓閥是否振蕩并對渦街流量計產生干擾，最可靠和簡單的辦法是跳開減壓閥，改由旁通閥控制。

④減壓閥振(或僅在某一開度存在振蕩現象)導致渦街流量計示值偏高，是由于振蕩引起流動脈動，干擾渦街流量傳感器的工作。

⑤解決減壓閥振蕩方法是對減壓閥進行維修或改善其工作條件，使振蕩條件不成立。

(2)流動脈動的發生

本實例中，渦街流量計示值陡增十多倍是由流動脈動引起的，而流動脈動是由于減壓閥振蕩引起的。

流動脈動常見于工業管流，它可能由旋轉式或往復式原動機、壓氣機、鼓風機、泵產生，帶翼的旋轉機械也能以葉片通過頻率產生小的脈動。有的容積式流量計也能產生脈動。振動引起的共振，管道運行和控制系統的振蕩，閥門“獵振”、管道配件、閥門或旋轉機械引起的流動分離，也是流動脈動可能的來源。流動脈動還可能由流量系統和多相流引起的流體動力學振蕩所引發。例如流體流過測溫保護管，如同流過渦街流量計的旋渦發生體而產生渦列；在三通連接的流路中，自激引起流體振蕩等。

從現場儀表指示往往看不出工業管流中脈動的存在，這是因為平常使用的流量計、壓力計響應較慢，而且設有阻尼，但事實上，流動脈動可能是存在的。脈動還可以從上游傳遞到下游，也可以從下游回溯到上游，所以脈動源可能在流量計的上游影響其示值，也可能在流量計的下游影響其示值。然而從脈動源到流量計的距離增大能使脈動衰減，幅值變小。可以通過可壓縮性效應(包括氣體和液體)，使之衰減到在流量計安裝地點探測不到脈動幅值。

(3)流動脈動對渦街流量計的影響

在分析流動脈動對渦街流量計影響時，脈動頻率也是重要參數。起決定性作用的是脈動頻率與旋渦剝離頻率之比值，當此比值較小時，具有近似的穩定流特性，旋渦剝離頻率隨流速變化，斯特羅哈爾數或校準常數不變。

(4)結論

①在渦街流量計與控制閥(減壓閥)串聯安裝在同一根管道的情況下，要特別留心控制閥可能存在振蕩及振蕩對渦街流量計的影響。

②渦街流量計是最容易受流動脈動傷害的流量計之一。

③破壞振蕩的條件、消除振蕩是消除控制閥（減壓閥）對渦街流量計產生影響的較直接的方法。在最終無法根除振蕩的情況下，也可在流量計與干擾源之間增設阻尼器，阻斷流動脈動的傳遞。