摘(zhāi)要:主要介紹渦(wō)街流量計(jì) 的特點，并分析了渦(wō)街流量(liàng)計(jì)的測量原理(lǐ)和測量(liàng)方法(fǎ)，通過(guò)在uop丙(bǐng)烷脫(tuō)氫(qīng)工藝裝(zhuāng)置的實際應用(yòng)中的具體(tǐ)情況和運行維護中(zhōng)的經驗，提出在(zài)渦街流量計安(ān)裝、調試和維(wéi)護(hù)上應注意的事(shì)項，最後對渦街(jiē)流量(liàng)計在生産(chǎn)運行過(guò)程(chéng)中的(de)常見故(gù)障(zhàng)進行(háng)了分析，并(bìng)提出(chū)了故障處(chù)理方法。
　　丙(bǐng)烷脫氫獲(huò)取丙烯的(de)生産(chǎn)工藝(yì)，因其原料(liào)、産品單一(yī)，投資(zī)低而收(shōu)率(lǜ)高等(děng)優勢(shì)，越來(lái)越受(shòu)到各(gè)個廠家的(de)重視。在目(mù)前已(yǐ)經投産的(de)丙烷(wán)脫氫裝(zhuāng)置中，主要移(yí)動床反應(yīng)器(qì)、催化劑連續(xù)再生工藝和采(cǎi)用的(de)固定(dìng)床反應器的工藝。這(zhè)兩項(xiàng)工藝技術成熟(shú)可靠，均已(yǐ)實現(xiàn)工業(yè)化且(qiě)各具特點。本裝置由北京(jīng)寰球工程公司承擔(dān)設計，采(cǎi)用(yòng)負壓(yā)生産技術、催(cuī)化(huà)劑連續再(zài)生工藝。催化劑的循(xún)環動力主(zhǔ)要來(lái)自(zì)于催(cuī)化劑自(zì)身重力流(liú)流(liú)動和提升氫(qīng)氣流(liú)量，根據(jù)本(běn)裝置(zhì)介質(zhì)幹淨和對(duì)壓力損失要求(qiú)比較(jiào)嚴格的特(tè)點，結合渦(wō)街流(liú)量計精度(dù)高、可靠性好、價格便宜(yí)、使用場所要(yào)求不高(gāo)的特點(diǎn)，故選用渦街流(liú)量計作(zuò)爲(wèi)本裝(zhuāng)置催(cuī)化劑及氫氣的流量(liàng)測量(liàng)。
1渦街(jiē)流量計結構特點(diǎn)和工作原理
1.1結構(gòu)特點
　　渦街流量計是(shì)一種(zhǒng)速度式流(liú)量計，根(gēn)據(jù)卡門(mén)渦街原理(lǐ)來測量氣體、蒸(zhēng)汽或(huò)液體(tǐ)的(de)體(tǐ)積流(liú)量。主要用(yòng)于工業管(guǎn)道介質流(liú)體的(de)流量(liàng)測量，能夠測(cè)量氣體(tǐ)、液體、蒸汽(qì)等多種介(jiè)質。其特點(diǎn)是壓力損(sǔn)失小，量程(chéng)範圍大，精(jīng)度高，在測(cè)量工況體(tǐ)積流量時(shí)幾乎不(bú)受流體(tǐ)密度、壓力、溫(wēn)度(dù)、黏度(dù)等(děng)參(cān)數的(de)影響(xiǎng)。無(wú)可動機械零件(jiàn)，因此可(kě)靠性高(gāo)，維護量(liàng)小，儀表參數能(néng)長期(qī)穩(wěn)定(dìng)。
1.2工作原理
　　渦街(jiē)流量(liàng)計由漩渦發生體(tǐ)、頻率檢測器(qì)、信号(hào)轉換(huàn)器等(děng)組成，輸出(chū)4~20madc信号(hào)或脈沖(chòng)電壓信(xìn)号。其(qí)工作(zuò)原理(lǐ)是在流體中設(shè)置漩渦發(fā)生體(tǐ)，從旋渦發生體兩側交(jiāo)替(tì)地産生有(yǒu)規則的漩(xuán)渦，這種漩(xuán)渦稱(chēng)爲卡(kǎ)門渦列(liè)，如(rú)圖1卡門渦(wō)列示意圖(tú)所示(shì)，漩渦(wō)列在漩渦發生(shēng)體下遊非對稱(chēng)地排列[2]。
　　根(gēn)據大(dà)量實(shí)驗證明，漩(xuán)渦發聲體單側(cè)漩渦(wō)産生的頻(pín)率f、流速v、直徑d之間有如(rú)下關系：
 
　　式(1)中(zhōng):sr爲斯(sī)特勞哈爾數。由于sr是(shì)雷諾數(shù)的函數，由此(cǐ)得(dé)到(dào):
 
　　式(2)中(zhōng):a。爲流通截面積(jī);Σ爲儀表常數。
　　根據上式可以知道，當(dāng)斯(sī)特勞哈(hā)爾數(shù)sr爲常數時，流量qv與單側漩(xuán)渦産生的(de)頻率f成正(zhèng)比(bǐ)關系。
　　所以，使用檢(jiǎn)測元(yuán)件(jiàn)測出漩渦的(de)頻率，就(jiù)可(kě)以算出流(liú)體的(de)流量(liàng)。
 
1.3漩渦發聲體
　　常(cháng)見的漩渦(wō)發聲(shēng)體有圓柱形、t柱(zhù)形、三角形等。圓柱形漩渦發聲體的斯特勞哈(hā)爾數較大，穩定性也(yě)強(qiáng)，壓力損(sǔn)失小，但漩渦度(dù)較低(dī)同)。t柱(zhù)形漩渦發(fā)聲體的穩(wěn)定性(xìng)高,漩渦強(qiáng)度大，但壓(yā)損較大。三(sān)角形漩渦(wō)發聲體的(de)壓力(lì)損失(shī)适中，漩渦強度較(jiào)大(dà)，穩定性(xìng)也好(hǎo)，使用較(jiào)多。uop丙(bǐng)烷脫氫工(gōng)藝裝(zhuāng)置(zhì)的渦街(jiē)流量(liàng)計多(duō)使用(yòng)在氫(qīng)氣介質環(huán)境(jìng)下，對壓力損(sǔn)失要求比(bǐ)較嚴格，故(gù)選用的基(jī)本都是(shì)三角形(xíng)漩渦發聲體。.
2渦(wō)街流(liú)量(liàng)計安裝(zhuāng)注意(yì)事(shì)項(xiàng)
1)渦街(jiē)流量計(jì)傳感器(qì)應該保證盡量水平或垂直安(ān)裝在與公稱通徑相(xiàng)應的管(guǎn)道上，如果非(fēi)得垂直安裝(zhuāng)時，流體(tǐ)的流向應自下(xià)而上。
2)渦街流量(liàng)計在用作(zuò)流量(liàng)調節時，應将渦(wō)街流量計的傳感器安裝在調節閥的(de)前面，否(fǒu)則在(zài)小(xiǎo)流(liú)量時(shí)，調節閥産生的(de)射流會(huì)對渦街(jiē)流量(liàng)計的測量(liàng)産生(shēng)影響，會出(chū)現閥門(mén)開(kāi)小，流(liú)量反(fǎn)而增大的現象。
3)前後(hòu)直管段要求流量計(jì)在(zài)安裝時(shí)，其上(shàng)遊和下遊應配(pèi)置一定(dìng)長(zhǎng)度的直管(guǎn)段(duàn)，其(qí)長度(dù)應滿(mǎn)足安(ān)裝的要(yào)求(qiú)。流量計上(shàng)遊要(yào)保證有10d~35d的(de)直管段，流量計(jì)下遊直(zhí)管段應(yīng)大于5d，上遊直管(guǎn)段的長短(duǎn),根據上遊(yóu)管線是否有直(zhí)角彎(wān)、擴大(dà)管、縮徑管而定(dìng)。.
4)防震(zhèn)安裝。管道(dào)的(de)強烈震動會(huì)對渦街(jiē)流量計(jì)的測(cè)量(liàng)産生一(yī)定的影響，故渦街流量(liàng)計應盡(jìn)量(liàng)避免安(ān)裝在(zài)強烈(liè)震動的管(guǎn)道上，特别是橫向振(zhèn)動，以免影(yǐng)響測量精(jīng)度。若(ruò)必須(xū)安裝在存(cún)在震動的(de)管道(dào)上時(shí)，可以(yǐ)采取(qǔ)下面的(de)方法來(lái)減少(shǎo)震動引起(qǐ)的幹擾(rǎo):在管道(dào)适當(dāng)的位置設(shè)置固(gù)定支(zhī)架、導(dǎo)向支架、滑動支架或限位(wèi)裝置(zhì)，必要時設置減(jiǎn)振器(qì)或(huò)阻(zǔ)尼(ní)器，達到降低(dī)振動噪聲目的(de)。
5)測量高溫介(jiè)質時的(de)安裝。根據工藝(yì)介質(zhì)操作溫度大于(yú)100℃時，可選用分體式渦街流量計，傳感器側(cè)裝(zhuāng)或朝下安裝(zhuāng)。工藝管線做保溫時(shí)，保溫(wēn)不超(chāo)過儀表标記的最大保溫截至(zhì)線，避免由于高溫的原因造(zào)成(chéng)傳感器内(nèi)電氣元件故(gù)障。
6)連接傳感(gǎn)器的專用電纜盡(jìn)可(kě)能遠(yuǎn)離強(qiáng)電磁(cí)場(chǎng)，決不允(yǔn)許與高壓(yā)電纜(lǎn)平行(háng)敷設(shè)。渦街(jiē)流(liú)量計表(biǎo)頭格蘭接線做好防水、防潮(cháo)處(chù)理，防止電氣元(yuán)件損壞(huài)。
3常見故障分析及處理(lǐ)方法
　　由于(yú)渦街(jiē)流量計流量信号很弱，屬于亳(bó)伏級、微(wēi)安級或更低(dī)。這些(xiē)微弱(ruò)的信号，有的還(hái)要用較長的分體式電纜(lǎn)送到(dào)儀表的檢測放(fàng)大器(qì)，中間耗損很大(dà)。同時由于(yú)儀表安裝(zhuāng)的(de)現(xiàn)場都在裝置内(nèi)，供電電(diàn)纜密集(jí)，大功(gōng)率的電力(lì)設備(bèi)啓動頻繁，在周(zhōu)圍産生強大的電(diàn)磁(cí)場，導緻渦(wō)街(jiē)流量計(jì)電源(yuán)不(bú)穩(wěn)并對(duì)流(liú)量(liàng)信号産生(shēng)幹擾，直(zhí)接影響變送器的(de)流量(liàng)測量(liàng)[4]。
3.1故障(zhàng)現象(xiàng):測量(liàng)值(zhí)波動大
(1)分析(xī)原(yuán)因(yīn):阻尼(ní)時間設置過小(xiǎo)或者靈(líng)敏(mǐn)度值(zhí)設置過大。
(2)解決(jué)辦法(fǎ):設置(zhì)setup-電流輸(shū)出curentoutput-阻尼(ní)outputdamping默認(rèn)3s，在不影響安全操作的前(qián)提下(xià)，可以适當增大(dà)阻尼(ní)時間(jiān)。另外(wài)設(shè)置菜單中還(hái)有靈(líng)敏(mǐn)度(dù)值，值(zhí)越高(gāo)越靈(líng)敏，值越低(dī)越遲鈍。另(lìng)外渦街小流量(liàng)切除(chú)lf-cutoff推(tuī)薦采用(yòng)默認(rèn)值0和50%，這個50%意思是如果切(qiē)除值設了(le)10kg/h，那麽(me)當流(liú)量(liàng)低于該(gāi)值時會被(bèi)切掉(diào)，然後再重新超(chāo)過10kg/h的50%也(yě)就(jiù)是15kg/h以上才會(huì)重新顯(xiǎn)示，防(fáng)止(zhǐ)流量來回在小(xiǎo).流量切(qiē)除值附近震(zhèn)蕩(dàng)。
3.2故障現象(xiàng):渦街(jiē)小流量測(cè)不到(dào)
(1)分析(xī)原因:靈敏(mǐn)度值設置過大(dà)。
(2)解決(jué)辦(bàn)法:專家(jiā)expert-輸入授權的密(mì)碼一傳(chuán)感器sensor-傳(chuán)感器(qì)調整sensoradjust--最小(xiǎo)流量系數minflow.coefficient可從(cóng)11改爲8到3。這個系數類似于(yú)靈敏度，值越小越對小流量敏感，但(dàn)太小3以下(xià)也容(róng)易引(yǐn)入幹擾産(chǎn)生波(bō)動。極(jí)個别(bié)小流量(liàng)工況如果設爲2、1、0還沒有流量顯(xiǎn)示，可把(bǎ)傳感器調(diào)整菜(cài)單中(zhōng)渦街(jiē)最小頻率設爲0進行(háng)觀察。該步(bù)驟的(de)所(suǒ)有參數建議(yì)都采用默認(rèn)，除(chú)非特殊情(qíng)況工(gōng)況的流量确實(shí)很小測不到，可修(xiū)改進(jìn)行觀察(chá)。另外(wài)每(měi)次修改(gǎi)後，需要(yào)等待0.5min才(cái)能生效産生新的測(cè)量值。
3.3故障(zhàng)現象(xiàng):面(miàn)闆不亮(liàng)或啓(qǐ)動異常
(1)分析原因:通常是(shì)傳感器脖(bó)子内(nèi)圓形預放(fàng)闆故(gù)障(zhàng)導緻(zhì)，偶(ǒu)爾變(biàn)送器右邊腔室電源模(mó)塊也會(huì)引起上(shàng)述現象(xiàng)，另外(wài)分(fèn)體式渦(wō)街(jiē)傳感器(qì)四個(gè)端子的半圓形(xíng)接線(xiàn)闆進(jìn)水或故障也會(huì)導緻(zhì)上述(shù)現(xiàn)象。
(2)解決(jué)辦法:如果現場(chǎng)介質溫(wēn)度超過200℃，表頭必須側裝(zhuāng)或下裝(zhuāng)，100℃以(yǐ)上則(zé)建議(yì)側裝或下(xià)裝，避免傳感器脖子内(nèi)圓形(xíng)預放闆被燙(tàng)壞。由(yóu)于高(gāo)溫和安裝(zhuāng)等原(yuán)因，圓(yuán)形預放闆(pǎn)是(shì)相(xiàng)對容(róng)易壞的闆件。使用排(pái)除法(fǎ)更換圓形預(yù)放(fàng)闆、電(diàn)源模塊、半圓形(xíng)接線(xiàn)闆。
4渦街流(liú)量計維護(hù)
　　從裝置開工後(hòu)的使(shǐ)用和(hé)維護(hù)來看(kàn)，渦街流量(liàng)計是(shì)一(yī)種結構簡單(dān)、測量精度(dù)高、校(xiào)驗方(fāng)便、故障低(dī)、易于維(wéi)修的流(liú)量測(cè)量表。但想(xiǎng)要其保持可靠(kào)、長周期的使用(yòng)還是要加強平(píng)時的巡(xún)檢維護。
(1)由于本(běn)裝置地(dì)理位置身處海(hǎi)島，空氣濕(shī)度較(jiào)大，日(rì)常多做巡(xún)檢時，如(rú)發現表(biǎo)内有潮濕現象，要(yào)及時進(jìn)行幹燥處理。建議在天氣幹燥條件允許的情況下(xià)，将受潮儀(yí)表蓋(gài)打開(kāi)，通風透氣(qì)幾小時。
(2)對于工藝管線振(zhèn)動較(jiào)大地方，增加管(guǎn)道支(zhī)撐等減震(zhèn)措施，防止渦街(jiē)流量(liàng)計内部元(yuán)器件振松(sōng)或脫(tuō)落。
5結(jié)論
　　渦街流量計的檢測傳感器不(bú)直接接(jiē)觸被(bèi)測(cè)介質，性(xìng)能穩定，能夠長(zhǎng)期運行，壓力損(sǔn)失較(jiào)小，量程範(fàn)圍大，精度高，與(yǔ)采用(yòng)了uop工藝的(de)丙烷(wán)脫氫(qīng)裝置(zhì)的介(jiè)質潔淨，壓(yā)力和流量控制(zhì)要求高的(de)特點(diǎn)契合，通過(guò)綜(zōng)合(hé)實用性、經(jīng)濟型(xíng)的考慮(lǜ)，本(běn)裝置循環氫氣的流(liú)量(liàng)測(cè)量，選用渦街流(liú)量計具有(yǒu)廣泛(fàn)的優(yōu)點。前(qián)期做好(hǎo)選型、正(zhèng)确規範安裝，做好設備的防水(shuǐ)、防潮措施，加上(shàng)日常的維護保養，既減少(shǎo)儀表維護人員的工(gōng)作(zuò)量，又能保證了裝置的平穩(wěn)運行。美國(guó)uop公司(sī)的oleflex工藝(yì)，選用了pt/a1203催化劑，又使用串聯的四個加(jiā)熱爐和四個絕(jué)熱式移動床，反(fǎn)應器(qì)的操作溫度範(fàn)圍(wéi)600~650"c，操作壓(yā)力-0.01mpa進行脫(tuō)氫反(fǎn)應。脫氫反應爲強吸熱反應，循環氫氣(qì)操作溫(wēn)度較高，對(duì)渦街流(liú)量計的安裝(zhuāng)與保(bǎo)溫有特(tè)殊的要.求，渦街流(liú)量計表頭(tóu)要求(qiú)側裝或(huò)垂直朝(cháo)下安裝。

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