摘(zhai)要:主要介紹(shào)渦街流量計(jì)
的特點，并分(fen)析了渦街流(liú)量計的測量(liang)原理和測量(liang)💚方法，通過在(zài)☁️UOP丙烷脫氫工(gōng)藝裝置的實(shí)際應用中的(de)具體情況和(hé)運👄行維護中(zhong)的經驗，提出(chu)在渦街流量(liang)計安裝、調試(shì)和維護上應(yīng)注意的事項(xiàng)，最後對渦街(jiē)流量計在生(sheng)産運行過程(cheng)中的常見故(gu)障進行了分(fen)🔴析，并提出了(le)故障處理方(fang)法。
丙烷脫氫(qīng)獲取丙烯的(de)生産工藝，因(yīn)其原料、産品(pǐn)單一，投資低(di)而收率高等(děng)優勢，越來越(yue)受到各個廠(chǎng)家的重視。在(zai)目前已經投(tóu)産的丙烷脫(tuo)氫裝置中，主(zhu)要✌️移動床反(fǎn)應器👈、催化劑(ji)連續再生工(gong)藝和采用的(de)固定床反應(yīng)器的工藝。這(zhè)兩項工藝技(ji)術成熟可靠(kao)，均已實現工(gōng)業化且各具(jù)特點。本裝置(zhì)由🛀北京寰球(qiú)工🥵程公司承(chéng)擔💃🏻設🔴計，采用(yong)負壓生産技(ji)術、催化劑連(lian)續再生工藝(yi)。催化劑的循(xún)環動力主要(yào)🏃來自于催化(huà)劑✨自🐪身重力(li)流流動和🆚提(tí)升氫氣流量(liàng)，根據本裝置(zhì)介質幹淨和(hé)對壓力損失(shi)🌐要求比較嚴(yán)格的特點，結(jie)合👅渦街流量(liang)計精度高、可(ke)靠性好、價格(ge)便宜、使用場(chǎng)所要求不高(gāo)的特點，故選(xuǎn)用🚶渦街流量(liang)計作爲本裝(zhuang)置🈲催化劑及(jí)氫氣的流量(liàng)測量。
1渦街流(liu)量計結構特(te)點和工作原(yuan)理
1.1結構特點(diǎn)
渦街流量計(ji)是一種速度(du)式流量計，根(gēn)據卡門渦街(jie)原理來測量(liàng)氣體、蒸汽或(huò)液體的體積(ji)流量。主要用(yòng)于工業管道(dào)介質流體的(de)流量測量，能(néng)夠測量氣體(tǐ)、液體、蒸汽等(deng)多⛱️種介質。其(qí)特點是壓力(lì)㊙️損失小，量程(chéng)範圍大，精度(dù)高，在測量工(gōng)況體積流量(liàng)時幾乎不受(shou)✨流體密度、壓(ya)力、溫度、黏度(dù)🍉等參數的影(ying)🔞響。無可動機(ji)械零件，因此(ci)可♌靠性高，維(wéi)護量小，儀表(biao)參數能長期(qī)穩定。
1.2工作原(yuán)理
渦街流量(liàng)計由漩渦發(fā)生體、頻率檢(jiǎn)測器、信号轉(zhuǎn)換器等組成(cheng)，輸出4~20mADC信号或(huo)脈沖電壓信(xin)号。其工作原(yuán)理是在🚶♀️流體(ti)中設置漩✏️渦(wo)發生體，從旋(xuan)渦發生體兩(liǎng)側💯交替地産(chǎn)生有規則的(de)漩渦，這種漩(xuan)渦😘稱爲卡門(mén)渦列，如圖1卡(ka)門渦列示意(yi)圖所示，漩渦(wo)列在漩渦發(fa)生體下遊非(fei)對稱地排列(lie)[2]。
根據大量實(shí)驗證明，漩渦(wō)發聲體單側(ce)漩渦産生的(de)頻率f、流速v、直(zhí)徑d之間有如(ru)下關系：
式(1)中(zhōng):Sr爲斯特勞哈(hā)爾數。由于Sr是(shi)雷諾數的函(hán)數，由此得到(dao)⭐:
式(2)中:A。爲流通(tōng)截面積;Σ爲儀(yi)表常數。
根據(ju)上式可以知(zhī)道，當斯特勞(láo)哈爾數Sr爲常(cháng)數時，流量Qv與(yu)單側漩渦産(chǎn)生的頻率f成(chéng)正比關系。
所(suo)以，使用檢測(ce)元件測出漩(xuán)渦的頻率，就(jiù)可以算出🏃♂️流(liu)㊙️體的流量。
1.3漩(xuan)渦發聲體
常(cháng)見的漩渦發(fa)聲體有圓柱(zhù)形、T柱形、三角(jiǎo)形等。圓柱形(xing)漩渦發聲體(tǐ)的斯特勞哈(ha)爾數較大，穩(wen)定性也強，壓(yā)力㊙️損失🌈小，但(dàn)漩渦度較低(di)同)。T柱形漩渦(wō)發聲體的穩(wěn)定性高,漩渦(wo)強度大，但壓(yā)損較大。三角(jiao)形漩渦發聲(sheng)體的壓力損(sun)失适中，漩渦(wo)強💞度較大，穩(wen)定性也好，使(shǐ)用較多。UOP丙烷(wan)脫氫工藝裝(zhuāng)置的渦街😍流(liú)量計多使用(yòng)在氫氣介質(zhi)環境下，對壓(yā)力損失要求(qiú)比較🏒嚴格，故(gù)選用的基本(ben)都🤞是三角形(xíng)漩渦發聲體(ti)。.
2渦街流量計(ji)安裝注意事(shì)項
1)渦街流量(liang)計傳感器應(yīng)該保證盡量(liàng)水平或垂直(zhí)安裝在與公(gong)稱通徑相應(ying)的管道上，如(rú)果非得垂直(zhí)安裝時，流體(ti)的流向應自(zi)下而上。
2)渦街(jie)流量計在用(yòng)作流量調節(jiē)時，應将渦街(jie)流量計的傳(chuan)感器安裝在(zài)調節閥的前(qian)面，否則在小(xiao)流量時，調節(jiē)閥産生的射(she)流♍會對渦街(jie)流量計的測(cè)量産生影響(xiang)，會出現閥門(mén)開小，流量反(fan)🈲而增大的現(xian)象。
3)前後直管(guǎn)段要求流量(liàng)計在安裝時(shí)，其上遊和下(xia)遊應配🐕置一(yi)🈲定長度的直(zhi)管段，其長度(du)應滿足安裝(zhuāng)的要求。流量(liang)計上遊要保(bǎo)證有10D~35D的直管(guan)段，流量計下(xia)遊直管段應(yīng)大于🏃🏻♂️5D，上遊直(zhí)管段的長短(duǎn),根據上遊管(guǎn)線是否有直(zhí)角彎、擴大管(guan)、縮徑管而定(ding)。.
4)防震安裝。管(guan)道的強烈震(zhen)動會對渦街(jie)流量計的測(cè)☁️量産生🐪一定(dìng)的影響，故渦(wo)街流量計應(yīng)盡量避免安(an)裝在強烈震(zhèn)動的管道上(shang)，特别是橫向(xiang)振動，以免影(yǐng)響測量精度(dù)。若必須安裝(zhuāng)在存在震動(dòng)的管道上時(shí)，可以采取下(xia)面的方法來(lai)減少☔震動引(yin)起的幹擾:在(zài)管道适當的(de)位置設置固(gu)定支架、導向(xiang)支架、滑動支(zhi)🤩架或限位裝(zhuāng)置，必要時設(shè)置減振器或(huò)阻尼器，達到(dao)降低振動🧡噪(zao)聲目的。
5)測量(liàng)高溫介質時(shi)的安裝。根據(jù)工藝介質操(cao)作溫度大于(yu)🌏100℃時😄，可🏃🏻選💔用分(fen)體式渦街流(liu)量計，傳感器(qi)側裝或朝下(xia)安裝。工藝管(guǎn)線做保🐆溫時(shi)，保溫不超過(guò)儀表标記的(de)最大保溫截(jié)至線，避免由(yóu)于高溫的原(yuan)因造成傳感(gan)器内電氣元(yuan)件故障。
6)連接(jiē)傳感器的專(zhuan)用電纜盡可(kě)能遠離強電(diàn)磁場，決不允(yǔn)✊許與高壓電(dian)纜平行敷設(she)。渦街流量計(ji)表頭格蘭接(jie)線做好防水(shuǐ)、防潮處理，防(fang)止電氣元件(jian)損壞。
3常見故(gu)障分析及處(chu)理方法
由于(yu)渦街流量計(jì)流量信号很(hen)弱，屬于亳伏(fú)級、微安級或(huò)更低。這些微(wei)弱的信号，有(yǒu)的還要用較(jiao)長的分體式(shì)電纜送到儀(yí)表的檢測放(fàng)大器，中間耗(hào)損很大。同時(shi)由于儀表安(ān)裝的現場都(dōu)在裝置内，供(gong)電電纜❌密集(jí)，大功率的電(dian)力設備啓動(dong)頻繁，在周圍(wéi)産生強大的(de)電磁場，導緻(zhì)渦街流量計(ji)電源不穩并(bing)對流量信号(hào)産生幹擾，直(zhi)接影響變送(song)🌈器的流量測(ce)量👄[4]。
3.1故障現象(xiang):測量值波動(dong)大
(1)分析原因(yīn):阻尼時間設(she)置過小或者(zhe)靈敏度值設(she)置過大。
(2)解決(jué)辦法:設置setup-電(diàn)流輸出curentoutput-阻尼(ní)outputdamping默認3s，在不影(yǐng)響安全操作(zuò)的前提下，可(ke)以适當增大(da)阻尼時間。另(ling)外設置菜單(dān)中還有靈敏(min)度值，值越高(gao)越靈敏，值越(yuè)低越遲鈍。另(lìng)外渦街小流(liú)量切除LF-cutoff推薦(jiàn)采用默認值(zhi)0和50%，這個50%意思(si)是如果切除(chu)值設了10kg/h，那麽(me)當流量低于(yu)該值時會被(bèi)切掉，然後再(zai)重新超過10kg/h的(de)50%也就是15kg/h以上(shàng)才會重新顯(xian)示，防止流量(liàng)來回在小.流(liu)量切除值附(fù)近震蕩。
3.2故障(zhang)現象:渦街小(xiǎo)流量測不到(dao)
(1)分析原因:靈(líng)敏度值設置(zhi)過大。
(2)解決辦(ban)法:專家Expert-輸入(ru)授權的密碼(ma)一傳感器Sensor-傳(chuán)感器調整Sensoradjust--最(zuì)小流量系數(shù)minflow.coefficient可從11改爲8到(dào)3。這個系數類(lèi)似于靈敏度(dù)，值越小越對(duì)小流量敏感(gǎn)，但太小3以下(xià)也容易引入(rù)幹擾産生波(bo)動。極個别小(xiǎo)流量工況如(rú)果設爲2、1、0還沒(mei)有流量顯示(shì)，可把傳感器(qì)調整菜單中(zhōng)渦街最小頻(pin)率設爲0進行(háng)觀察。該步驟(zhòu)的所有參數(shù)建議都采用(yòng)默認，除非特(tè)殊情況工況(kuang)的流量确實(shí)很小測不到(dào)，可修改進行(háng)觀察。另外每(měi)次修改後，需(xū)要等待0.5min才能(neng)生效産生新(xin)的測量值。
3.3故(gù)障現象:面闆(pan)不亮或啓動(dòng)異常
(1)分析原(yuan)因:通常是傳(chuan)感器脖子内(nèi)圓形預放闆(pǎn)故障🈲導緻，偶(ou)爾👉變送器右(yòu)邊腔室電源(yuan)模塊也會引(yin)起上述現象(xiàng)，另外分體式(shi)渦街傳感器(qì)四個端子的(de)半圓形接線(xian)闆進水🐕或故(gù)障也會導緻(zhi)上述現象。
(2)解(jiě)決辦法:如果(guǒ)現場介質溫(wen)度超過200℃，表頭(tou)必須側裝或(huo)下裝🏃♀️，100℃以上則(ze)建議側裝或(huò)下裝，避免傳(chuan)感器脖子内(nei)圓形預✌️放闆(pan)被燙壞。由🌈于(yú)高溫和安裝(zhuang)等原因，圓⁉️形(xing)預放闆是相(xiang)對容易壞的(de)闆件。使用🐇排(pái)除法更換☁️圓(yuan)形預放闆、電(diàn)源模塊、半圓(yuan)形接線闆。
4渦(wo)街流量計維(wei)護
從裝置開(kai)工後的使用(yong)和維護來看(kan)，渦街流量計(ji)是一種結構(gou)簡單、測量精(jīng)度高、校驗方(fang)便、故障低、易(yì)于維修♉的流(liu)量測🔞量表。但(dàn)想要其保持(chí)可靠、長周期(qī)的使用還是(shi)要加強平時(shi)的巡檢維護(hù)。
(1)由于本裝置(zhi)地理位置身(shēn)處海島，空氣(qi)濕度較大，日(rì)常多做巡檢(jian)時，如發現表(biao)内有潮濕現(xiàn)象，要及時進(jìn)行幹燥處理(li)。建議在🐅天氣(qi)幹燥條件允(yǔn)許的情況下(xià)，将受潮儀表(biǎo)蓋☔打開，通風(fēng)透氣幾小時(shi)👅。
(2)對于工藝管(guǎn)線振動較大(da)地方，增加管(guan)道支撐等減(jian)震措施，防止(zhǐ)渦街流量計(ji)内部元器件(jiàn)振松或脫落(luo)。
5結論
渦街流(liú)量計的檢測(ce)傳感器不直(zhi)接接觸被測(cè)介質，性能穩(wen)🚩定，能夠長期(qi)運行，壓力損(sun)失較小，量程(chéng)範圍大，精度(du)高，與采用了(le)UOP工藝的丙烷(wan)脫氫裝置的(de)介質🚩潔淨，壓(yā)力和流量控(kong)制❄️要求高的(de)特點契合，通(tōng)過綜合實用(yong)性、經濟型的(de)考慮，本裝置(zhì)循環氫💔氣的(de)流量測量，選(xuǎn)用渦街流量(liang)計具🏒有廣泛(fàn)的優點。前期(qi)做好選型、正(zheng)确規範安裝(zhuang)，做好設備的(de)防水、防潮措(cuo)🆚施，加上日常(cháng)的💛維護保養(yang)，既減少儀表(biao)維護人員的(de)工作量，又能(néng)保證了裝置(zhi)😘的平穩運行(hang)。美國UOP公司的(de)Oleflex工藝，選用了(le)Pt/A1203催🏃化劑，又使(shǐ)用串聯的四(si)個加熱爐和(he)四個絕熱式(shì)移動床，反應(yīng)器的操作溫(wen)度範圍600~650"C，操作(zuo)壓力📧-0.01MPa進行脫(tuō)氫反💋應。脫氫(qing)反應爲強吸(xi)熱反應，循環(huan)氫氣🍓操作溫(wen)度較高，對渦(wō)街流量計的(de)安裝與保溫(wen)有特📐殊的要(yao).求🔞，渦街流量(liàng)計表頭要求(qiu)側裝或垂直(zhí)朝下安裝。
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