鍋爐高溫（wēn）蒸汽流量計在氮肥生產廠（chǎng）家的工作情況及維護要求

1 鍋爐高溫蒸（zhēng）汽流量計概述（shù）
流量計是工業領（lǐng）域中使用量*大的物理量測量（liàng）儀表之一，基於不同的工作原理（lǐ）研製出了許多不同種類的流量計產品，比如電（diàn）磁流量計、超聲波流（liú）量計、差壓式流量（liàng）計、渦輪流量（liàng）計、鍋爐高溫蒸汽流量計等產品，我們可以根據（jù）產品名稱就可以知（zhī）道此類流量計的工作方式，其中鍋爐（lú）高溫（wēn）蒸汽（qì）流量計的（de）工作（zuò）原理就是基於“卡門渦街（jiē）”來工作的。卡門渦街是流體力（lì）學中重要的現象，在自然界中常可遇到，在一定（dìng）條件下的（de）定常來流繞過（guò）某（mǒu）些物（wù）體時，物體兩側會周期性地脫落（luò）出旋轉方向相反、排（pái）列規（guī）則的雙列線渦，經過非線性作用後，形（xíng）成（chéng）卡門渦街。如水流過橋墩，風吹過高塔、煙囪、電線等（děng）都會形成卡門渦街。此物理現象*早是因匈牙利（lì）裔美（měi）國（guó）空氣動力學（xué）家西奧多·馮·卡門*先從理論上闡明而得名卡門渦街（jiē）。
鍋爐高溫蒸（zhēng）汽流量計利用“卡門渦街”測量原理，測量封閉管道內（nèi）介（jiè）質的工況（kuàng）體積流量，它具有其他（tā）流量計不可（kě）兼得的較多優點，20世紀70年代以來得到了（le）迅速的發展。與渦輪流量計相比，它沒有可（kě）動的機械（xiè）部件，從（cóng）而（ér）維護（hù）量小，儀表常數穩定，容易（yì）在工作環境（jìng）中（zhōng）保（bǎo）證精度；與孔板相比，它的（de）測量範圍大，壓力損失（shī）小，準確（què）度高。鍋爐高（gāo）溫蒸（zhēng）汽流量（liàng）計屬於流（liú）體（tǐ）振動式（shì）流量計，可用於測量飽和蒸汽、過熱蒸汽、各種氣體（如煤（méi）氣、天然氣、壓縮空氣、氧氣、氮氣、氬氣、氫氣、二氧化碳等）、水及低粘（zhān）度、低溫液體（如鹽水（shuǐ）、液氮）。汽液通用，無需實液（yè）標定；可準（zhǔn）確測量封閉管道中蒸汽、氣體和液體的（de）流量。有抗（kàng）振、耐腐、高溫、防爆（bào）等多種類（lèi）型供選用。通徑DN200以上（shàng）為插入式鍋爐高（gāo）溫蒸汽流量計；適（shì）用於冶金、化工、石油、煤氣、城市供排（pái）水、食品、紡織、礦山等工（gōng）業過程（chéng）、能源管理和環境工（gōng）程行業。塔西南化肥廠32台鍋（guō）爐高溫蒸汽流量計主要用（yòng）於蒸汽、天然氣、二氧化碳、冷凝液等的測量（liàng）。
本文簡要介紹了鍋爐高溫蒸汽流量計在（zài）塔西南化肥（féi）廠的成功應用，敘述了鍋爐高溫（wēn）蒸汽流量計的工作原（yuán）理、安裝及使用過程中的（de）注意事項；總結了鍋爐（lú）高溫蒸汽流量計在（zài）現場應用中（zhōng）的故障處理及常規（guī）維（wéi）護。

圖1 卡門漩渦
鍋爐高溫蒸汽流量計是根據卡門渦街原理製成的，在流動（dòng）的液體中插入一個非（fēi）流線（xiàn）型柱狀物，則在柱體下遊會產生如圖1所示的兩（liǎng）列不對稱且又有規律的漩渦。該漩渦在柱體的側後方產（chǎn）生、分開，形成漩渦列，通常稱作卡門渦街或者卡門渦列（liè）。當滿足h'/1=0.281時，所產生的卡門漩渦是穩定的，而且產生單列漩渦的（de）頻率與圓柱體的直徑和流體流速（sù）有如下關係：
式中：f-旋渦（wō）的釋放頻率/Hz；υ-流（liú）過旋渦發生體的流體（tǐ）平均速度（dù）/m/s；d-旋渦發生體（tǐ）特征寬度（dù）/m；St為斯特羅哈數（shù），無量綱，數值範圍（wéi）為0.14~0.27，St是雷（léi）諾數的函數，St=f（l/Re）。
當雷諾（nuò）數Re在102～105範圍內（nèi），St值約為0.2，因此（cǐ），在測量中，要盡量滿足流體的雷諾數在102～105，旋渦頻（pín）率f＝0.2υ/d。
由（yóu）此可知，通過測量旋渦頻率就可（kě）以計（jì）算出流過旋渦發生體的流（liú）體平均速度v，再由式q=υA可以求出流量q，其中A為流體流過旋（xuán）渦發生體的截麵積。
鍋爐高（gāo）溫蒸汽流量（liàng）計（jì）由檢測器、放大器和轉換器等組成，當旋渦在發生（shēng）體兩側（cè）產生時（shí），利用壓電傳感器測（cè）出與流體流向垂直的交變升力變化，將升力（lì）的變化轉換為電（diàn）的頻率（lǜ）信號，再將頻率信號進行（háng）放大和整形，直接以數字（zì）輸出，與數字顯示儀表配套，也可以通（tōng）過D/A轉換成4mA～20mADC輸出，以（yǐ）便進行測量指示、記錄、積算和控製等。
3 鍋爐高溫蒸汽流量計在塔西南化肥廠的應用
塔西南化肥廠主要生產裝置合成氨裝置和尿素裝置流量儀表共116塊，其（qí）中鍋爐高溫蒸汽（qì）流量計32塊，占28%，主要用於測量蒸汽、天然氣、二氧化碳、冷凝液等。用於蒸汽測量的（de）鍋爐高溫蒸汽流量計的效果*為明顯，在塔（tǎ）西（xī）南化肥廠的中壓蒸汽（qì）中加入了磷酸三（sān）鈉，磷酸（suān）三鈉易結晶，采用差壓式流量計，如（rú）果現場一次（cì）表的排汙閥等有泄漏現象，磷酸三鈉就（jiù）會在引壓管線中沉澱、析出，造成引壓管線的堵塞，從而導致流量儀表指示不準確（què）或者（zhě）波動大（dà），給工藝人員的正常操作和控製帶來困難。下麵結合塔西南化肥廠用於中壓蒸汽測量的鍋爐高溫蒸汽流（liú）量計FT-3002，談談鍋爐高溫蒸汽流量計的安裝、故障處理及常規維護（hù）。
3.1 鍋爐高（gāo）溫蒸汽流量計的安裝
（1）鍋爐高溫蒸汽流量計（jì）盡量安裝在遠（yuǎn）離振動源和電（diàn）磁幹擾較強（qiáng）的地方，FT-3002安裝位置（zhì）附近無電磁流（liú）量計等高頻率電磁設（shè）備。
（2）閥門位置和直管段長度選擇。一般來講，把鍋爐高溫蒸汽流量計安裝在閥門的（de）上（shàng）遊，直管段較長，前（qián）後直（zhí）管段要滿足鍋爐高（gāo）溫（wēn）蒸汽（qì）流量計的（de）要（yào）求（qiú）。塔西南化肥廠的中壓蒸汽由輔助鍋爐提供，中壓蒸汽的流量控製由調節閥完成，FT-3002的安裝位（wèi）置距離調節（jiē）閥大約200m左右，流量計前後直管段約20m左右，這（zhè）樣由於調節（jiē）閥調節帶來的流體振（zhèn）動就（jiù）不會對鍋（guō）爐高（gāo）溫（wēn）蒸汽流量計（jì）的測量產生任何影響，保證了測量的穩定和準確。
（3）有（yǒu）縮頸、擴頸和彎管時，應配置（zhì）合理的上、下遊直管段（duàn），如果管道中（zhōng）有一個彎管接頭（tóu），那麽流量計和旋渦發生體與彎管接頭（tóu）應在（zài）同一平麵（miàn）。
（4）設計流量計的安裝管道時，應設計旁路管道，方便拆卸、維修和調試。新安裝的管道或維修過的管道，運（yùn）行（háng）前應衝洗掉管內的鐵鏽、水垢渣和汙泥。FT-3002安（ān）裝位置較高，搭建了專門的維護平台，這樣保證了儀表維護人員的人生安全（quán）。
（5）要做好鍋（guō）爐高溫（wēn）蒸汽流量（liàng）計的防雨、防雷電工作。如果鍋爐高溫蒸汽流（liú）量計安裝在露天，就必須（xū）加裝遮（zhē）雨帽，防止變送器表頭進水，造成電子元件故障；安裝鍋爐高溫蒸汽流量計的（de）地方（fāng）應當遠離高大（dà）設備及建築物，以防雷擊。
用通訊器調整好鍋爐（lú）高（gāo）溫蒸汽流量計的量程、單位等（děng）參數。蒸汽流量受介質溫度（dù）和壓力的影響很大，所以在距離鍋爐高溫蒸汽流量計較（jiào）近的合適位置應當安裝壓力（lì）變（biàn）送器和溫度計（jì），在DCS係統裏，應當做好溫壓補（bǔ）償的組態，保證測量的準確。
3.2 常見故（gù）障處（chù）理及常規維護
（1）參數整定故障。由於參數錯誤，導（dǎo）致儀表指示有誤。參數錯誤使得二次儀（yí）表滿度（dù）頻率計算錯誤。滿度頻率（lǜ）相差不多的使得指示長期不準，實際滿度頻率大於計算（suàn）的滿度頻率的使得（dé）指示大範（fàn）圍（wéi）波動，無法（fǎ）讀（dú）數，而資料上參數的不一致性又影（yǐng）響了（le）參（cān）數的*終確定，*終通過重新標定結合相互比（bǐ）較確（què）定了參數，解決了（le）這一問題。
（2）二次（cì）表故障。這（zhè）部分故障較多，包括：一次儀表電路板有斷線之處，量程設（shè）定有個（gè）別位顯示壞，K係數設定有個別（bié）位（wèi）顯（xiǎn）示壞，使得無法確定量程設定以及K係數設定，通（tōng）過修複相應的故障，問題得以解決。
（3）四路線（xiàn）路連接（jiē）問題。部分回路表麵上看線路連（lián）接很好，仔細檢查，有的接頭（tóu）實際已鬆動（dòng）造成回路中斷，有（yǒu）的接頭雖連接很緊但由於副線問題緊（jǐn）固螺（luó）釘緊固在了線（xiàn）皮上，也使得回路中斷。
（4）漩渦（wō）變（biàn）送器輸出信號不穩。漩渦發生體和儀表測量管結垢或阻塞，清洗變送器即可（kě）解決問（wèn）題。
（5）如果是分體式的鍋爐高溫蒸汽流量計，應當經常檢查接線是否正常。
（6）定期對鍋爐高溫（wēn）蒸汽流量計進行校驗。校驗（yàn）時應當選擇具（jù）有相（xiàng）關資質的校驗機構。
（7）在非鑒定期內，如果工（gōng）藝條件具（jù）備，應當拆下流量計，清（qīng）洗漩（xuán）渦發生體，清除發生體上的結垢。
（8）儀表的數（shù）據資料的管理應引起足夠的重視，以利於日後的工作。
4 結語
鍋爐高溫蒸汽（qì）流量計在（zài）塔西南化肥廠的 成功應用表明，鍋爐（lú）高溫蒸汽流量計故障率低，減少了儀表維護人員的工作量（liàng），節約了（le）人工成本和材料成本，其高精度、高可靠（kào）性保證了裝置的正常運行，提高了經濟效益。值得同行借鑒。

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