dn65渦街流量計在氮肥生產廠家的工作情況及維護要求
1 dn65渦街流量計概述
流量計是工業領域中使用量*大的物理量測量儀表之一，基于不同的工作原理研制出了許多不同種類的流量計產品，比如電磁流量計、超聲波流量計、差壓式流量計、渦輪流量計、dn65渦街流量計等產品，我們可以根據產品名稱就可以知道此類流量計的工作方式，其中dn65渦街流量計的工作原理就是基于“卡門渦街”來工作的。卡門渦街是流體力學中重要的現象，在自然界中常可遇到，在一定條件下的定常來流繞過某些物體時，物體兩側會周期性地脫落出旋轉方向相反、排列規則的雙列線渦，經過非線性作用后，形成卡門渦街。如水流過橋墩，風吹過高塔、煙囪、電線等都會形成卡門渦街。此物理現象*早是因匈牙利裔美國空氣動力學家西奧多·馮·卡門*先從理論上闡明而得名卡門渦街。
dn65渦街流量計利用“卡門渦街”測量原理，測量封閉管道內介質的工況體積流量，它具有其他流量計不可兼得的較多優點，20世紀70年代以來得到了迅速的發展。與渦輪流量計相比，它沒有可動的機械部件，從而維護量小，儀表常數穩定，容易在工作環境中保證精度；與孔板相比，它的測量范圍大，壓力損失小，準確度高。dn65渦街流量計屬于流體振動式流量計，可用于測量飽和蒸汽、過熱蒸汽、各種氣體（如煤氣、天然氣、壓縮空氣、氧氣、氮氣、氬氣、氫氣、二氧化碳等）、水及低粘度、低溫液體（如鹽水、液氮）。汽液通用，無需實液標定；可準確測量封閉管道中蒸汽、氣體和液體的流量。有抗振、耐腐、高溫、防爆等多種類型供選用。通徑DN200以上為插入式dn65渦街流量計；適用于冶金、化工、石油、煤氣、城市供排水、食品、紡織、礦山等工業過程、能源管理和環境工程行業。塔西南化肥廠32臺dn65渦街流量計主要用于蒸汽、天然氣、二氧化碳、冷凝液等的測量。
本文簡要介紹了dn65渦街流量計在塔西南化肥廠的成功應用，敘述了dn65渦街流量計的工作原理、安裝及使用過程中的注意事項；總結了dn65渦街流量計在現場應用中的故障處理及常規維護。
圖1 卡門漩渦
dn65渦街流量計是根據卡門渦街原理制成的，在流動的液體中插入一個非流線型柱狀物，則在柱體下游會產生如圖1所示的兩列不對稱且又有規律的漩渦。該漩渦在柱體的側后方產生、分開，形成漩渦列，通常稱作卡門渦街或者卡門渦列。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頻率與圓柱體的直徑和流體流速有如下關系：
式中：f-旋渦的釋放頻率/Hz；υ-流過旋渦發生體的流體平均速度/m/s；d-旋渦發生體特征寬度/m；St為斯特羅哈數，無量綱，數值范圍為0.14~0.27，St是雷諾數的函數，St=f（l/Re）。
當雷諾數Re在102～105范圍內，St值約為0.2，因此，在測量中，要盡量滿足流體的雷諾數在102～105，旋渦頻率f＝0.2υ/d。
由此可知，通過測量旋渦頻率就可以計算出流過旋渦發生體的流體平均速度v，再由式q=υA可以求出流量q，其中A為流體流過旋渦發生體的截面積。
dn65渦街流量計由檢測器、放大器和轉換器等組成，當旋渦在發生體兩側產生時，利用壓電傳感器測出與流體流向垂直的交變升力變化，將升力的變化轉換為電的頻率信號，再將頻率信號進行放大和整形，直接以數字輸出，與數字顯示儀表配套，也可以通過D/A轉換成4mA～20mADC輸出，以便進行測量指示、記錄、積算和控制等。
3 dn65渦街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，其中dn65渦街流量計32塊，占28%，主要用于測量蒸汽、天然氣、二氧化碳、冷凝液等。用于蒸汽測量的dn65渦街流量計的效果*為明顯，在塔西南化肥廠的中壓蒸汽中加入了磷酸三鈉，磷酸三鈉易結晶，采用差壓式流量計，如果現場一次表的排污閥等有泄漏現象，磷酸三鈉就會在引壓管線中沉淀、析出，造成引壓管線的堵塞，從而導致流量儀表指示不準確或者波動大，給工藝人員的正常操作和控制帶來困難。下面結合塔西南化肥廠用于中壓蒸汽測量的dn65渦街流量計FT-3002，談談dn65渦街流量計的安裝、故障處理及常規維護。
3.1 dn65渦街流量計的安裝
（1）dn65渦街流量計盡量安裝在遠離振動源和電磁干擾較強的地方，FT-3002安裝位置附近無電磁流量計等高頻率電磁設備。
（2）閥門位置和直管段長度選擇。一般來講，把dn65渦街流量計安裝在閥門的上游，直管段較長，前后直管段要滿足dn65渦街流量計的要求。塔西南化肥廠的中壓蒸汽由輔助鍋爐提供，中壓蒸汽的流量控制由調節閥完成，FT-3002的安裝位置距離調節閥大約200m左右，流量計前后直管段約20m左右，這樣由于調節閥調節帶來的流體振動就不會對dn65渦街流量計的測量產生任何影響，保證了測量的穩定和準確。
（3）有縮頸、擴頸和彎管時，應配置合理的上、下游直管段，如果管道中有一個彎管接頭，那么流量計和旋渦發生體與彎管接頭應在同一平面。
（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，運行前應沖洗掉管內的鐵銹、水垢渣和污泥。FT-3002安裝位置較高，搭建了專門的維護平臺，這樣保證了儀表維護人員的人生安全。
（5）要做好dn65渦街流量計的防雨、防雷電工作。如果dn65渦街流量計安裝在露天，就必須加裝遮雨帽，防止變送器表頭進水，造成電子元件故障；安裝dn65渦街流量計的地方應當遠離高大設備及建筑物，以防雷擊。
用通訊器調整好dn65渦街流量計的量程、單位等參數。蒸汽流量受介質溫度和壓力的影響很大，所以在距離dn65渦街流量計較近的合適位置應當安裝壓力變送器和溫度計，在DCS系統里，應當做好溫壓補償的組態，保證測量的準確。
3.2 常見故障處理及常規維護
（1）參數整定故障。由于參數錯誤，導致儀表指示有誤。參數錯誤使得二次儀表滿度頻率計算錯誤。滿度頻率相差不多的使得指示長期不準，實際滿度頻率大于計算的滿度頻率的使得指示大范圍波動，無法讀數，而資料上參數的不一致性又影響了參數的*終確定，*終通過重新標定結合相互比較確定了參數，解決了這一問題。
（2）二次表故障。這部分故障較多，包括：一次儀表電路板有斷線之處，量程設定有個別位顯示壞，K系數設定有個別位顯示壞，使得無法確定量程設定以及K系數設定，通過修復相應的故障，問題得以解決。
（3）四路線路連接問題。部分回路表面上看線路連接很好，仔細檢查，有的接頭實際已松動造成回路中斷，有的接頭雖連接很緊但由于副線問題緊固螺釘緊固在了線皮上，也使得回路中斷。
（4）漩渦變送器輸出信號不穩。漩渦發生體和儀表測量管結垢或阻塞，清洗變送器即可解決問題。
（5）如果是分體式的dn65渦街流量計，應當經常檢查接線是否正常。
（6）定期對dn65渦街流量計進行校驗。校驗時應當選擇具有相關資質的校驗機構。
（7）在非鑒定期內，如果工藝條件具備，應當拆下流量計，清洗漩渦發生體，清除發生體上的結垢。
（8）儀表的數據資料的管理應引起足夠的重視，以利于日后的工作。
4 結語
dn65渦街流量計在塔西南化肥廠的 成功應用表明，dn65渦街流量計故障率低，減少了儀表維護人員的工作量，節約了人工成本和材料成本，其高精度、高可靠性保證了裝置的正常運行，提高了經濟效益。值得同行借鑒。
流量計是工業領域中使用量*大的物理量測量儀表之一，基于不同的工作原理研制出了許多不同種類的流量計產品，比如電磁流量計、超聲波流量計、差壓式流量計、渦輪流量計、dn65渦街流量計等產品，我們可以根據產品名稱就可以知道此類流量計的工作方式，其中dn65渦街流量計的工作原理就是基于“卡門渦街”來工作的。卡門渦街是流體力學中重要的現象，在自然界中常可遇到，在一定條件下的定常來流繞過某些物體時，物體兩側會周期性地脫落出旋轉方向相反、排列規則的雙列線渦，經過非線性作用后，形成卡門渦街。如水流過橋墩，風吹過高塔、煙囪、電線等都會形成卡門渦街。此物理現象*早是因匈牙利裔美國空氣動力學家西奧多·馮·卡門*先從理論上闡明而得名卡門渦街。
dn65渦街流量計利用“卡門渦街”測量原理，測量封閉管道內介質的工況體積流量，它具有其他流量計不可兼得的較多優點，20世紀70年代以來得到了迅速的發展。與渦輪流量計相比，它沒有可動的機械部件，從而維護量小，儀表常數穩定，容易在工作環境中保證精度；與孔板相比，它的測量范圍大，壓力損失小，準確度高。dn65渦街流量計屬于流體振動式流量計，可用于測量飽和蒸汽、過熱蒸汽、各種氣體（如煤氣、天然氣、壓縮空氣、氧氣、氮氣、氬氣、氫氣、二氧化碳等）、水及低粘度、低溫液體（如鹽水、液氮）。汽液通用，無需實液標定；可準確測量封閉管道中蒸汽、氣體和液體的流量。有抗振、耐腐、高溫、防爆等多種類型供選用。通徑DN200以上為插入式dn65渦街流量計；適用于冶金、化工、石油、煤氣、城市供排水、食品、紡織、礦山等工業過程、能源管理和環境工程行業。塔西南化肥廠32臺dn65渦街流量計主要用于蒸汽、天然氣、二氧化碳、冷凝液等的測量。
本文簡要介紹了dn65渦街流量計在塔西南化肥廠的成功應用，敘述了dn65渦街流量計的工作原理、安裝及使用過程中的注意事項；總結了dn65渦街流量計在現場應用中的故障處理及常規維護。
圖1 卡門漩渦
dn65渦街流量計是根據卡門渦街原理制成的，在流動的液體中插入一個非流線型柱狀物，則在柱體下游會產生如圖1所示的兩列不對稱且又有規律的漩渦。該漩渦在柱體的側后方產生、分開，形成漩渦列，通常稱作卡門渦街或者卡門渦列。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頻率與圓柱體的直徑和流體流速有如下關系：
式中：f-旋渦的釋放頻率/Hz；υ-流過旋渦發生體的流體平均速度/m/s；d-旋渦發生體特征寬度/m；St為斯特羅哈數，無量綱，數值范圍為0.14~0.27，St是雷諾數的函數，St=f（l/Re）。
當雷諾數Re在102～105范圍內，St值約為0.2，因此，在測量中，要盡量滿足流體的雷諾數在102～105，旋渦頻率f＝0.2υ/d。
由此可知，通過測量旋渦頻率就可以計算出流過旋渦發生體的流體平均速度v，再由式q=υA可以求出流量q，其中A為流體流過旋渦發生體的截面積。
dn65渦街流量計由檢測器、放大器和轉換器等組成，當旋渦在發生體兩側產生時，利用壓電傳感器測出與流體流向垂直的交變升力變化，將升力的變化轉換為電的頻率信號，再將頻率信號進行放大和整形，直接以數字輸出，與數字顯示儀表配套，也可以通過D/A轉換成4mA～20mADC輸出，以便進行測量指示、記錄、積算和控制等。
3 dn65渦街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，其中dn65渦街流量計32塊，占28%，主要用于測量蒸汽、天然氣、二氧化碳、冷凝液等。用于蒸汽測量的dn65渦街流量計的效果*為明顯，在塔西南化肥廠的中壓蒸汽中加入了磷酸三鈉，磷酸三鈉易結晶，采用差壓式流量計，如果現場一次表的排污閥等有泄漏現象，磷酸三鈉就會在引壓管線中沉淀、析出，造成引壓管線的堵塞，從而導致流量儀表指示不準確或者波動大，給工藝人員的正常操作和控制帶來困難。下面結合塔西南化肥廠用于中壓蒸汽測量的dn65渦街流量計FT-3002，談談dn65渦街流量計的安裝、故障處理及常規維護。
3.1 dn65渦街流量計的安裝
（1）dn65渦街流量計盡量安裝在遠離振動源和電磁干擾較強的地方，FT-3002安裝位置附近無電磁流量計等高頻率電磁設備。
（2）閥門位置和直管段長度選擇。一般來講，把dn65渦街流量計安裝在閥門的上游，直管段較長，前后直管段要滿足dn65渦街流量計的要求。塔西南化肥廠的中壓蒸汽由輔助鍋爐提供，中壓蒸汽的流量控制由調節閥完成，FT-3002的安裝位置距離調節閥大約200m左右，流量計前后直管段約20m左右，這樣由于調節閥調節帶來的流體振動就不會對dn65渦街流量計的測量產生任何影響，保證了測量的穩定和準確。
（3）有縮頸、擴頸和彎管時，應配置合理的上、下游直管段，如果管道中有一個彎管接頭，那么流量計和旋渦發生體與彎管接頭應在同一平面。
（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，運行前應沖洗掉管內的鐵銹、水垢渣和污泥。FT-3002安裝位置較高，搭建了專門的維護平臺，這樣保證了儀表維護人員的人生安全。
（5）要做好dn65渦街流量計的防雨、防雷電工作。如果dn65渦街流量計安裝在露天，就必須加裝遮雨帽，防止變送器表頭進水，造成電子元件故障；安裝dn65渦街流量計的地方應當遠離高大設備及建筑物，以防雷擊。
用通訊器調整好dn65渦街流量計的量程、單位等參數。蒸汽流量受介質溫度和壓力的影響很大，所以在距離dn65渦街流量計較近的合適位置應當安裝壓力變送器和溫度計，在DCS系統里，應當做好溫壓補償的組態，保證測量的準確。
3.2 常見故障處理及常規維護
（1）參數整定故障。由于參數錯誤，導致儀表指示有誤。參數錯誤使得二次儀表滿度頻率計算錯誤。滿度頻率相差不多的使得指示長期不準，實際滿度頻率大于計算的滿度頻率的使得指示大范圍波動，無法讀數，而資料上參數的不一致性又影響了參數的*終確定，*終通過重新標定結合相互比較確定了參數，解決了這一問題。
（2）二次表故障。這部分故障較多，包括：一次儀表電路板有斷線之處，量程設定有個別位顯示壞，K系數設定有個別位顯示壞，使得無法確定量程設定以及K系數設定，通過修復相應的故障，問題得以解決。
（3）四路線路連接問題。部分回路表面上看線路連接很好，仔細檢查，有的接頭實際已松動造成回路中斷，有的接頭雖連接很緊但由于副線問題緊固螺釘緊固在了線皮上，也使得回路中斷。
（4）漩渦變送器輸出信號不穩。漩渦發生體和儀表測量管結垢或阻塞，清洗變送器即可解決問題。
（5）如果是分體式的dn65渦街流量計，應當經常檢查接線是否正常。
（6）定期對dn65渦街流量計進行校驗。校驗時應當選擇具有相關資質的校驗機構。
（7）在非鑒定期內，如果工藝條件具備，應當拆下流量計，清洗漩渦發生體，清除發生體上的結垢。
（8）儀表的數據資料的管理應引起足夠的重視，以利于日后的工作。
4 結語
dn65渦街流量計在塔西南化肥廠的 成功應用表明，dn65渦街流量計故障率低，減少了儀表維護人員的工作量，節約了人工成本和材料成本，其高精度、高可靠性保證了裝置的正常運行，提高了經濟效益。值得同行借鑒。