一、存在问题

  用来测量蒸汽流量的涡街流量计为何在收工期间示值陡增十多倍？

据用户所述，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，减压与测量系统图如下3.16所示。

该系统投运后最初几年，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3.17所示。

可是自从停车小修之后，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3.18所示。因此，用户特地在收工期间进行检查。

二、检查与分析

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。然后，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3.16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，管内流体流速很高。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，以致在停工期间流量太小，饱和蒸汽带入减压系统的凝结水有可能在图3.16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。

三、讨论

(1)启示

①一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。

②一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。

③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。

④减压阀振(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。

⑤解决减压阀振荡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。

(2)流动脉动的发生

本实例中，涡街流量计示值陡增十多倍是由流动脉动引起的，而流动脉动是由于减压阀振荡引起的。

流动脉动常见于工业管流，它可能由旋转式或往复式原动机、压气机、鼓风机、泵产生，带翼的旋转机械也能以叶片通过频率产生小的脉动。有的容积式流量计也能产生脉动。振动引起的共振，管道运行和控制系统的振荡，阀门“猎振”、管道配件、阀门或旋转机械引起的流动分离，也是流动脉动可能的来源。流动脉动还可能由流量系统和多相流引起的流体动力学振荡所引发。例如流体流过测温保护管，如同流过涡街流量计的旋涡发生体而产生涡列；在三通连接的流路中，自激引起流体振荡等。

从现场仪表指示往往看不出工业管流中脉动的存在，这是因为平常使用的流量计、压力计响应较慢，而且设有阻尼，但事实上，流动脉动可能是存在的。脉动还可以从上游传递到下游，也可以从下游回溯到上游，所以脉动源可能在流量计的上游影响其示值，也可能在流量计的下游影响其示值。然而从脉动源到流量计的距离增大能使脉动衰减，幅值变小。可以通过可压缩性效应(包括气体和液体)，使之衰减到在流量计安装地点探测不到脉动幅值。

(3)流动脉动对涡街流量计的影响

在分析流动脉动对涡街流量计影响时，脉动频率也是重要参数。起决定性作用的是脉动频率与旋涡剥离频率之比值，当此比值较小时，具有近似的稳定流特性，旋涡剥离频率随流速变化，斯特罗哈尔数或校准常数不变。

(4)结论

①在涡街流量计与控制阀(减压阀)串联安装在同一根管道的情况下，要特别留心控制阀可能存在振荡及振荡对涡街流量计的影响。

②涡街流量计是最容易受流动脉动伤害的流量计之一。

③破坏振荡的条件、消除振荡是消除控制阀（减压阀）对涡街流量计产生影响的较直接的方法。在最终无法根除振荡的情况下，也可在流量计与干扰源之间增设阻尼器，阻断流动脉动的传递。