Vortex 유량계가 설치 후 불안정해지거나 심지어 작동이 멈추는 이유는 무엇입니까?

정확도가 낮거나 신호 변동이 크거나 설치 후 신호가 완전히 손실되는 와류 유량계를 경험해 본 적이 있습니까?

많은 경우 근본 원인은 기기 자체가 아니라 부적절한 크기 및 설치 방식에 있습니다. 소용돌이 유량계는 속도 프로파일, 흐름 체계 및 배관 구성에 매우 민감합니다. 이러한 세부 사항의 작은 편차로 인해 심각한 측정 오류가 발생할 수 있습니다.

이 기사에서는 업계 표준 및 검증된 실험 연구를 기반으로 적절한 크기 조정, 감속기 선택 및 직선 파이프 요구 사항 뒤에 있는 주요 엔지니어링 원칙을 설명합니다.

1. 넓은 턴다운 비율을 위한 미터 크기 조정: 직경 감소가 종종 필요한 이유

달성하려면 넓은 턴다운 비율 낮은 유속에서 충분한 신호 강도를 보장하려면 다음을 수행하는 것이 일반적인 엔지니어링 관행입니다. 파이프라인에 비해 유량계 직경을 줄입니다. 유체 속도를 증가시키기 위해.

에 대한 속도 프로파일 의존형 유량계 —예:

• 와류 유량계
• 소용돌이(와류 세차) 유량계
• 전자기 유량계

이 직경 일치는 일반적으로 다음을 사용하여 달성됩니다. 동심 감속기 .

일반적인 크기 조정 원칙

• 대부분의 응용 프로그램에서는 유량계 공칭 직경은 파이프 직경과 같거나 작아야 합니다. .
• 에 대한 vortex flowmeters, the calculated meter size is often 공칭 크기가 1~2개 더 작음 파이프라인보다

예

• 파이프라인: 8"(DN200)
• 와류 유량계: 4"(DN100)

특별한 경우(예: 오일 상거래 또는 저유량 질소 측정 —극단적인 턴다운 요구 사항을 충족하기 위해 더 큰 감소를 적용할 수도 있습니다.

그러나 과도한 크기는 여전히 빈번한 문제로 남아 있습니다. 여러 프로젝트에서 와류 유량계가 선택되었습니다. 너무 크다 , 결과는 다음과 같습니다.

• 정상 작동 중 속도가 부족함
• 유효 측정 범위를 벗어난 작동
• 시운전 후 심각한 신호 불안정

사례 메모:

에 대한 nitrogen service with a 4" pipeline selected for start-up demand, installing a 1/2" vortex flowmeter represents an extreme reduction. Both the pipeline sizing logic and the meter selection require careful revaluation.

2. 감속기 선택: 항상 동심 감속기를 사용하십시오.

와류 유량계 설치 시 파이프 직경 축소 또는 확장이 필요할 때마다:

동심 감속기를 사용해야 합니다.

편심 감속기는 속도에 민감한 장비의 측정 정확도를 크게 저하시키는 비대칭 속도 프로파일을 생성합니다.

3. 직경이 감소된 설치를 위한 직선 파이프 요구 사항

감속기 형상 요구 사항

흐름 왜곡을 최소화하려면:

• 는 감속기의 원뿔 각도 α는 15°를 초과해서는 안 됩니다.
• 이 조건에서 감속기는 직선 파이프 길이의 일부로 취급될 수 있습니다.

둘 다 업스트림 및 다운스트림 리듀서는 동심원의 점진적인 리듀서여야 합니다.

4. 최소 상류 직선 길이 요건(일반적인 값)

D = 내부 파이프 직경

5.와류 유량계의 일반 설치 조건

적절하게 설치된 와류 유량계는 다음 조건을 충족해야 합니다.

a) 공칭 직경과 일치하는 파이프에 수평 또는 수직(액체의 경우: 아래에서 위로 흐름 방향)으로 설치됩니다.

b) 지정된 대로 적절하고 방해받지 않는 상류 및 하류 직관 길이

c) 파이프라인과의 동축 정렬; 개스킷은 흐름에 방해가 되어서는 안 됩니다.

d) 다중 섹션 배관은 축 정렬 불량을 최소화하면서 직선을 유지해야 합니다.

e) 온도 측정:

• 내장형 보호관을 이용하는 것이 바람직함
• 그렇지 않으면 센서를 찾으십시오. 2~5D 다운스트림

f) 압력 측정:

• 바람직하게는 내장된 압력 태핑을 통해
• 그렇지 않으면 탭핑을 찾습니다. 2~7D 다운스트림

g) 직선 파이프 섹션 내에 밸브나 바이패스 라인이 없습니다.

h) 유량계 상류에 유량 제어 밸브가 없습니다.

i) 기포나 불순물이 있는 경우 분리기나 필터를 설치한다. 직진 상류

6. 일반적인 직선 파이프 길이(폐쇄형 도관 측정)

7. 밸브 위치 및 2상 흐름 고려 사항

• 유량계 근처에 밸브나 바이패스를 피하십시오.
• 감압 밸브로 인해 하류에서 상 변화가 발생할 수 있음
• 2상 흐름(액체 속의 기체, 기체 속의 액체)은 피해야 합니다.
• 필요한 경우 가스 분리기 또는 필터 업스트림을 사용하십시오.

8. 편심 감속기를 피해야 하는 이유

코리올리스 질량 유량계와 용적형 유량계는 속도 프로파일과 무관합니다.

다른 모든 유량계는 속도 프로파일에 따라 다르며 직선형 업스트림 및 다운스트림 파이프 길이가 필요합니다.

주요 업계 지침:

• 차압 장치의 설치 요구 사항은 다음을 준수해야 합니다. ISO 5167-1
• 에 대한 other flowmeters, manufacturer installation guidelines must be strictly followed
• 편심 감속기는 속도 프로파일을 심각하게 방해합니다. 속도 의존형 미터 근처에서는 사용하면 안 됩니다.

9. 동심원 감속기가 속도 프로파일에 미치는 영향(실험적 증거)

실시한 실험 연구 TNO 및 델프트 유압장치 공기와 물을 사용하여 다음을 보여줍니다.

• 직경 비율이 있는 동심 감속기 D_미터 / D_파이프 ≒ 0.44 비대칭 속도 프로파일을 거의 대칭적인 속도 프로파일로 변환할 수 있습니다(비대칭 < 2%).
• 는 downstream velocity profile resembles a 플러그형 속도 프로파일(PTVP)
• 에 5D 다운스트림 , 프로필은 다음에서 안정적으로 유지됩니다.
  Re = 50,000–250,000(공기)
  Re = 20,000–500,000 (물)
• 동심 감속기 소용돌이를 제거하지 마십시오 , 특히 공간 굴곡으로 인해 발생하는 현상
• 소용돌이 제거 장치에는 다음이 필요할 수 있습니다. ≥6D 길이 , 소용돌이 피치에 따라 다름

조사 결과 요약

• 동심 감속기 significantly improve velocity symmetry
• 는y do not remove swirl
• 동심 리듀서만이 이러한 이점을 제공합니다.
• 편심 감속기는 심각한 속도 왜곡을 발생시킵니다.

10. 직경이 감소된 설치를 위한 직선 배관 요구 사항

(D_미터 / D_파이프 ≤ 0.7)

최종 엔지니어링 테이크아웃

와류 유량계의 성능이 저하되는 경우 원인이 "기기 품질"인 경우는 거의 없습니다.

더 자주, 그것은 시스템 수준 문제 포함:

• 부적절한 직경 선택
• 잘못된 감속기 유형
• 불충분한 직관 길이
• 왜곡된 속도 프로파일

Correct sizing 동심 감속기 disciplined piping design 안정적이고 정확한 와류 흐름 측정의 기초입니다.

유동장을 올바르게 설계하면 기기가 제 역할을 할 것입니다.