渦輪流量計在低流速工況的應用

渦輪流量計是在管道中心安放一個渦輪（如圖一），兩端由軸承支撐，當流體通過管道時，沖擊渦輪葉片，對渦輪產生驅動力矩，使渦輪克服摩擦力矩和流體阻力矩而產生旋轉。在一定的流量范圍內，對一定的流體介質粘度，渦輪的旋轉角速度與流體流速成正比。由此，流體流速可通過渦輪的旋轉角速度得到，從而可以計算得到通過管道的流體流量。渦輪的轉速通過裝在機殼外的傳感線圈來檢測。當渦輪葉片切割由殼體內磁鋼產生的磁力線時，就會引起傳感線圈中的磁通變化。傳感線圈將檢測到的磁通周期變化信號送入前置放大器，對信號進行放大、整形，產生與流速成正比的脈沖信號，送入單位換算與流量積算電路得到并顯示累積流量值；同時亦將脈沖信號送入頻率電流轉換電路，將脈沖信號轉換成模擬電流量，進而指示瞬時流量值。

葉輪的轉速正比于流速，葉輪的轉數正比于流過的總量。 

圖一

江蘇某精細化工廠合成車間（如圖二），V1409B中的80%乙醇（下稱酒精）作為催化劑滴灌進反應釜，反應釜和V1409B均為常壓容器，容器V1409B底部與反應釜頂部垂直落差約2米，滴灌管道口徑DN15，由于兩容器均為常壓，酒精只能通過高度差自由流動進入反應釜，管道口徑小，流速低。

圖二

酒精電導率低，不適用電磁流量計；差壓類流量計由于工作壓力過低，節流元件差壓值很小，測量困難，不適用；科氏力質量流量計，精度超出使用要求很多，且價格昂貴，不適用；渦街流量計管徑太小，漩渦發生體流阻大，不適用；超聲波流量計，插入式由于管徑太小流阻大，外貼式精度低，同樣不適用；容積類流量計如橢圓齒輪，也由于管徑過小，流阻太大，不適用；介質自然流動推動力小，管徑過小，靶式流量計不適用；眾多種類流量計中，只有渦輪流量計適合，根據計算，縮徑至DN6可在此工況下正常使用。

渦輪流量計適用流速范圍0.5~15m/s，此工況已接近低限，在V1409B中液位較低的時候，流速就低于0.5m/s，超出儀表測量范圍，誤差較大；V1409B出料管位于容器底部，介質中的固體顆粒雜質會隨順流而出堵塞Y型過濾器，導致流阻增大流速降低超出測量范圍。而Y型過濾器又不能拆除，否則固體顆粒雜質會損壞葉輪軸承，導致流量計的葉輪轉速和介質流速不成比例而損壞。

鑒于以上問題，解決方案如下：

1、控制V1409B液位，盡量保持在中高液位，增大酒精流速；

2、將酒精過濾后再注入V1409B中，或更改出料管位置，使固體顆粒沉積在V1409B底部，定期清理，以免堵塞Y型過濾器。