摘 要：簡(jiǎn)要介(jiè)紹了渦街(jiē)流(liú)量計
在化肥(féi)廠的成功應用(yòng)，叙述了渦街流(liú)量計(jì)的(de)工(gōng)作原(yuán)理、安(ān)裝及使用過(guò)程中的注意(yì)事項(xiàng)；總結了(le)渦(wō)街流(liú)量計(jì)在現(xiàn)場應(yīng)用(yòng)中(zhōng)的故障處(chù)理及常規(guī)維護。
1 渦街流量(liàng)計概述
渦街流(liú)量計利用(yòng)“卡門渦街”測(cè)量(liàng)原理(lǐ)，測量(liàng)封閉(bì)管道内(nèi)介質的工況(kuàng)體積流量，它具(jù)有其他流量計不可兼(jiān)得(dé)的較多優(yōu)點，20世紀70年代以來得(dé)到了(le)迅速的發展。與(yǔ)
渦輪流量計
相(xiàng)比，它沒有可動(dòng)的機械部(bù)件，從而(ér)維(wéi)護量小，儀(yí)表常數(shù)穩定，容易在(zài)工(gōng)作環境(jìng)中保證(zhèng)精度；與(yǔ)孔闆相比，它的測量範圍大，壓(yā)力損失小，精(jīng)度高。渦街(jiē)流(liú)量計(jì)屬于流體振動式流量計(jì)，可用于測量飽(bǎo)和蒸(zhēng)汽、過熱蒸(zhēng)汽、各(gè)種氣體（如煤氣(qì)、天然(rán)氣、壓縮空氣、氧(yǎng)氣(qì)、氮(dàn)氣、氩氣(qì)、氫氣、二(èr)氧化(huà)碳等）、水及低粘度、低溫液(yè)體（如(rú)鹽水、液氮）。汽液(yè)通用，無需實液(yè)标(biāo)定；可(kě)準确測(cè)量封閉管(guǎn)道(dào)中蒸汽(qì)、氣體和液(yè)體的流量。有抗(kàng)振、耐腐、高溫、防(fáng)爆等多種(zhǒng)類型(xíng)供選(xuǎn)用。通徑dn200以上爲(wèi)
插入(rù)式渦(wō)街流量(liàng)計
；适用(yòng)于冶金、化(huà)工、石油、煤(méi)氣、城市供(gòng)排水、食品、紡織(zhī)、礦山(shān)等(děng)工業過(guò)程、能源管(guǎn)理和環境工程行業(yè)。
2 渦街流量(liàng)計的測量原理(lǐ)
圖(tú)1 卡門漩(xuán)渦
渦(wō)街流量計(jì)是(shì)根據卡門渦(wō)街原理制(zhì)成的，在流動的液體(tǐ)中插入一(yī)個非(fēi)流線型柱狀物，則在柱體下遊會産生如圖(tú)1所示的(de)兩列(liè)不對稱且又有規律(lǜ)的漩(xuán)渦。該漩渦在柱體的側後(hòu)方産生、分(fèn)開(kāi)，形(xíng)成漩渦(wō)列(liè)，通常(cháng)稱作卡門渦街或者卡門渦列。當滿足h'/1=0.281時，所産(chǎn)生的(de)卡門(mén)漩渦(wō)是穩定的，而且産生(shēng)單(dān)列漩渦(wō)的頻率與圓柱體的直徑和流(liú)體流速(sù)有(yǒu)如下關系：
式中：f-旋渦(wō)的釋放(fàng)頻率/hz；υ-流(liú)過旋(xuán)渦發生體(tǐ)的(de)流體平均速(sù)度/m/s；d-旋渦發生(shēng)體特征(zhēng)寬度(dù)/m；st爲斯(sī)特羅哈(hā)數，無量綱，數(shù)值範(fàn)圍爲(wèi)0.14~0.27，st是雷諾數的函(hán)數，st=f（l/re）。
當雷(léi)諾(nuò)數re在(zài)102～105範圍(wéi)内，st值約爲(wèi)0.2，因此(cǐ)，在測量中(zhōng)，要盡量滿足流(liú)體的雷(léi)諾數在(zài)102～105，旋渦(wō)頻率f＝0.2υ/d。
由此(cǐ)可知，通過(guò)測量(liàng)旋渦頻率就可(kě)以計算出流過(guò)旋渦(wō)發生體的(de)流體平(píng)均速度(dù)v，再由式q=υa可以求(qiú)出流量q，其中a爲(wèi)流體(tǐ)流過旋渦發生體的截面(miàn)積。
渦(wō)街(jiē)流量計(jì)由檢測器、放大(dà)器和(hé)轉換器等(děng)組成(chéng)，當(dāng)旋渦在發生體兩側産(chǎn)生時，利用壓電(diàn)傳感器測(cè)出與(yǔ)流體流(liú)向垂直的交(jiāo)變升力變化，将升力的變(biàn)化轉換爲電的(de)頻率信号(hào)，再将頻率信(xìn)号進行(háng)放大和整形，直接(jiē)以(yǐ)數字輸出(chū)，與數(shù)字顯(xiǎn)示儀(yí)表配套，也(yě)可以(yǐ)通過d/a轉(zhuǎn)換成4ma～20madc輸(shū)出，以(yǐ)便進行測量指示、記錄、積(jī)算和控制等。
3 渦(wō)街流(liú)量計(jì)在化(huà)肥廠(chǎng)的應用
化(huà)肥廠主要(yào)生産裝置合成氨裝(zhuāng)置和(hé)尿素(sù)裝(zhuāng)置(zhì)流量儀表共116塊(kuài)，其中渦街流量(liàng)計32塊(kuài)，占28%，主要用于測量(liàng)蒸汽、天(tiān)然氣、二(èr)氧化碳(tàn)、冷凝液等(děng)。用于蒸汽(qì)測(cè)量的渦(wō)街流(liú)量計的效(xiào)果最(zuì)爲明(míng)顯，在(zài)化肥廠的中壓(yā)蒸汽(qì)中加入了(le)磷酸三鈉，磷酸三鈉易結晶，采用(yòng)差壓式(shì)流量(liàng)計，如(rú)果現場一(yī)次表(biǎo)的排(pái)污閥(fá)等有洩(xiè)漏現象(xiàng)，磷酸三鈉(nà)就會(huì)在引壓管線中(zhōng)沉澱、析(xī)出，造成引壓管線(xiàn)的堵(dǔ)塞，從(cóng)而(ér)導(dǎo)緻流量儀表(biǎo)指示不(bú)準确或者(zhě)波動(dòng)大，給(gěi)工(gōng)藝(yì)人員(yuán)的正(zhèng)常操作和(hé)控制(zhì)帶(dài)來困難(nán)。下面(miàn)結合化肥(féi)廠用(yòng)于中壓蒸(zhēng)汽測量(liàng)的渦街(jiē)流量(liàng)計(jì)ft-3002，談談渦街流(liú)量計(jì)的安裝、故(gù)障處理及(jí)常規維護。
3.1 渦街流量(liàng)計的安裝
（1）渦街流量計盡量安裝(zhuāng)在(zài)遠離(lí)振動源和電磁(cí)幹擾(rǎo)較強的地(dì)方，ft-3002安裝位(wèi)置(zhì)附近無電磁(cí)流量(liàng)計等高頻(pín)率電(diàn)磁設(shè)備。
（2）閥門位(wèi)置和(hé)直管(guǎn)段長(zhǎng)度選(xuǎn)擇。一般來(lái)講，把(bǎ)渦街流量計安裝在閥門(mén)的上遊，直(zhí)管段較長，前後直管(guǎn)段要(yào)滿足(zú)渦街流量(liàng)計的要求(qiú)。化肥廠的中壓(yā)蒸汽由輔助鍋(guō)爐(lú)提供(gòng)，中(zhōng)壓蒸汽的流量(liàng)控制(zhì)由調節閥(fá)完成，ft-3002的安(ān)裝位置距(jù)離調(diào)節閥(fá)大約(yuē)200m左右(yòu)，流量(liàng)計前(qián)後直管段(duàn)約20m左(zuǒ)右，這樣由于調節閥(fá)調(diào)節(jiē)帶來的流體振動就(jiù)不(bú)會對渦街流量計的測量産(chǎn)生任(rèn)何影響，保(bǎo)證了測量的穩(wěn)定和(hé)準(zhǔn)确。
（3）有縮頸、擴頸和彎管(guǎn)時，應配置合理的上、下遊直管(guǎn)段，如(rú)果管(guǎn)道中(zhōng)有一個彎管接頭，那麽流量計(jì)和旋渦發(fā)生(shēng)體(tǐ)與彎管接頭應(yīng)在同(tóng)一平面。
（4）設(shè)計流(liú)量(liàng)計(jì)的安裝(zhuāng)管道時，應設(shè)計旁路管道，方便拆(chāi)卸、維修和(hé)調試(shì)。新安(ān)裝的(de)管道(dào)或維修過的(de)管道(dào)，運行前(qián)應沖(chòng)洗掉管内(nèi)的鐵鏽、水垢渣(zhā)和污(wū)泥。ft-3002安裝位(wèi)置較高，搭建了(le)專(zhuān)門(mén)的維(wéi)護平(píng)台，這樣保證(zhèng)了(le)儀表(biǎo)維護人員的人生安全。
（5）要(yào)做好(hǎo)渦街(jiē)流量(liàng)計的防(fáng)雨、防雷(léi)電工(gōng)作。如(rú)果渦(wō)街流量計(jì)安裝在露天，就必須(xū)加裝遮雨(yǔ)帽，防止變(biàn)送器表頭(tóu)進水，造成電子(zǐ)元件故障(zhàng)；安裝(zhuāng)渦街流(liú)量(liàng)計的地方應(yīng)當遠離(lí)高(gāo)大設(shè)備及建(jiàn)築物(wù)，以防雷擊(jī)。
用通(tōng)訊(xùn)器(qì)調整好渦街流(liú)量計(jì)的量程、單位等(děng)參數(shù)。蒸汽流量(liàng)受介質溫度(dù)和壓力的影響很(hěn)大，所以在距離渦街(jiē)流量計較近的(de)合适位置應當安裝壓(yā)力(lì)變送器(qì)和溫度(dù)計，在(zài)dcs系統裏，應(yīng)當做好溫(wēn)壓補(bǔ)償(cháng)的(de)組(zǔ)态，保證(zhèng)測量的準确(què)。
3.2 常見故(gù)障處理及(jí)常規(guī)維護(hù)
（1）參數整定(dìng)故障。由于(yú)參數(shù)錯誤(wù)，導緻(zhì)儀表指示有誤。參數錯誤(wù)使得二次儀表滿度(dù)頻率計算錯誤(wù)。滿度(dù)頻率相差(chà)不多(duō)的使得(dé)指示長(zhǎng)期不準，實(shí)際滿(mǎn)度頻率大(dà)于計(jì)算的滿度(dù)頻率的使(shǐ)得指(zhǐ)示大(dà)範圍(wéi)波動(dòng)，無法讀數(shù)，而資料上參(cān)數的不(bú)一緻性又(yòu)影響了(le)參數(shù)的最終(zhōng)确定，最終通過(guò)重新标定(dìng)結合(hé)相互比較(jiào)确定了參數(shù)，解決了(le)這(zhè)一問題。
（2）二次(cì)表故障。這部分(fèn)故障較(jiào)多，包括(kuò)：一次(cì)儀表電路(lù)闆有斷線之處(chù)，量(liàng)程(chéng)設定有個(gè)别位顯示(shì)壞(huài)，k系數設定有個别(bié)位顯示壞，使得無法确定量程(chéng)設定以及k系數(shù)設定(dìng)，通過修複相應的故障，問(wèn)題得(dé)以解決。
（3）四(sì)路線路連接問(wèn)題。部(bù)分回路表(biǎo)面上(shàng)看線(xiàn)路連(lián)接很(hěn)好，仔細檢(jiǎn)查，有的(de)接頭實際已松動造成(chéng)回路中(zhōng)斷，有的接頭雖連接很(hěn)緊但由于(yú)副線(xiàn)問題緊固螺釘(dìng)緊固(gù)在了線皮上，也使(shǐ)得回路(lù)中斷。
（4）漩渦變送(sòng)器輸(shū)出信号不穩。漩渦(wō)發生體和儀(yí)表測量管(guǎn)結垢或(huò)阻塞，清(qīng)洗變(biàn)送(sòng)器即可(kě)解決問題。
（5）如果是分(fèn)體(tǐ)式的渦(wō)街流(liú)量計(jì)，應當(dāng)經常(cháng)檢查(chá)接線(xiàn)是否正常。
（6）定期對渦(wō)街(jiē)流量計進行(háng)校(xiào)驗。校驗時應(yīng)當(dāng)選(xuǎn)擇具(jù)有相關資質的(de)校驗機構。
（7）在非(fēi)鑒定期内(nèi)，如果(guǒ)工藝條(tiáo)件具備(bèi)，應當拆下流量(liàng)計，清洗漩渦發(fā)生體，清(qīng)除發生體上(shàng)的結垢。
（8）儀(yí)表的數據(jù)資料(liào)的管(guǎn)理應引起(qǐ)足夠的(de)重視，以(yǐ)利于日後的工(gōng)作。
4 結語
渦街流量計在(zài)化肥廠(chǎng)的 成(chéng)功應用表(biǎo)明，渦街流量計(jì)故障(zhàng)率低(dī)，減少了儀表維護人(rén)員的(de)工作量，節(jiē)約了(le)人工成本和材料(liào)成本，其(qí)精度(dù)佳、可靠性(xìng)好保證(zhèng)了(le)裝置(zhì)的正(zhèng)常(cháng)運(yùn)行，提(tí)高了(le)經(jīng)濟(jì)效益。值(zhí)得同行(háng)借鑒(jiàn)。
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