摘要：焦化(huà)廠在外供(gong)煤氣管道(dao)上安裝 插(chā)入式渦街(jiē)流量計 ,經(jing)嚴格的參(cān)數設置,投(tou)入使用。與(yu) 孔闆流量(liàng)計 和羅茨(ci)流量計相(xiàng)比,在流速(sù)大于5m/s時渦(wo)街流量計(ji) 的精度較(jiào)高,并具有(you)測量範圍(wei)寬,安裝、維(wéi)修方便,清(qīng)洗、維護費(fei)用低等特(te)點。
随着我(wo)國城市煤(méi)氣的不斷(duàn)發展,一些(xie)冶金焦化(huà)廠的焦爐(lú)煤🐕氣向供(gong)民用煤氣(qì)的方向發(fa)展。因此,煤(méi)氣計量問(wen)題🤞變得⁉️比(bǐ)較突出,對(duì)煤氣計量(liàng)的精度要(yào)求💰也越來(lai)🌈越高。過去(qu)一般采用(yòng)差壓流量(liang)裝置,80年代(dai)初開始采(cǎi)用渦街流(liu)量計測量(liang)焦⛱️爐煤氣(qi)流📱量。
1孔闆(pǎn)流量裝置(zhì)
　　孔闆流量(liang)計量系統(tong)一般由标(biāo)準孔闆、 差(cha)壓變送器(qì) 、開方器及(jí)比例積算(suan)器組成,是(shi)目前應用(yong)比較廣泛(fan)的🔞流量計(jì)量💞方法之(zhi)一,它具有(yǒu)結構簡單(dan)、使用壽命(mìng)長等優點(diǎn),目前已形(xíng)📧成了标準(zhǔn)化和系列(lie)化。焦化廠(chang)外供煤氣(qì)在1985年🌈以前(qián)一直采用(yong)孔闆流㊙️量(liàng)計進行焦(jiao)爐煤氣的(de)🐉計量,在實(shí)際應用中(zhong)發現有以(yi)下不足:(1)因(yīn)煤氣爲濕(shi)氣體,冬季(ji)保溫不好(hǎo)時孔闆易(yi)凍,影響計(jì)量裝置正(zhèng)常工作。(2)焦(jiāo)爐煤氣中(zhōng)👈成分複雜(zá),含有焦油(yóu)☎️、萘等多種(zhong)雜質,長期(qi)使用會使(shi)孔闆孔徑(jìng)結污變小(xiǎo),銳邊被髒(zāng)物複蓋,直(zhi)接影響計(jì)量精度🎯。另(ling)外導壓管(guǎn)堵塞的現(xiàn)象也時有(you)發生。(3)因煤(mei)氣受溫度(du)、壓力、密度(du)影響較大(dà)。一般中小(xiǎo)型焦化廠(chang)在設計中(zhong)沒有考慮(lü)補償問題(ti)。因此,冬夏(xia)兩季🌈測🥰量(liang)誤差較大(dà)。(4)孔闆流量(liàng)計适用于(yú)穩定、連續(xù)工作。其量(liang)程比爲1∶3。(5)孔(kong)闆流量計(jì)至少每年(nian)要清洗一(yī)次,清洗時(shí)必須停⭕産(chǎn)。對于一些(xiē)大管道拆(chāi)裝相💃🏻當困(kun)難,中小型(xíng)企業難以(yǐ)具備孔👅闆(pǎn)裝配能力(li),有的一安(an)🙇‍♀️裝而訂終(zhong)🈲身,難以滿(man)足計量要(yào)求。
2渦街流(liú)量計
2.1渦街(jiē)流量計的(de)工作原理(li)
　　渦街流量(liang)計屬于流(liú)體振動式(shi)流量計,在(zài)管道内紊(wen)亂流🆚動的(de)介質撞到(dao)非線性擋(dǎng)體(發生器(qi))上,擋體的(de)形狀和紊(wen)流速度是(shi)兩個決定(ding)參數。當流(liú)體流經擋(dǎng)體時,在擋(dang)體兩⛷️側交(jiāo)替地分離(li)出漩渦,形(xing)成“卡門渦(wō)街現象”見(jiàn)圖1。卡門渦(wo)街的頻率(lü)與流速成(cheng)正比。在流(liú)⛱️體中插入(ru)柱狀物體(ti)時頻率與(yu)流體流⛹🏻‍♀️速(su)的關系可(ke)用式(1)表示(shì):

式中f——漩渦(wō)頻率;V——管道(dao)内平均流(liu)速;d——柱狀擋(dǎng)體迎流面(mian)💋寬👉度;D——流體(tǐ)所👣在管道(dào)内徑;St——斯特(tè)羅哈爾數(shu),在雷諾數(shu)104～106範圍内爲(wèi)無量綱常(chang)數。
　　由式1可(kě)見,通過測(ce)量渦街頻(pín)率,就可算(suan)出流速V,再(zài)由流速求(qiu)㊙️出流量Q。當(dang)漩渦在柱(zhu)體兩側産(chan)生時,柱體(tǐ)受♻️到與⛷️流(liu)向垂直🌏的(de)交變升力(lì)的作用,升(shēng)力的變化(huà)頻率就是(shi)漩渦頻率(lü)。利用埋設(she)在柱體内(nèi)的壓電檢(jiǎn)測原件測(ce)出升力的(de)變化,将升(sheng)力的變化(hua)轉📞爲電的(de)頻率信号(hao),輸送到轉(zhuan)換器,再進(jin)行放大和(hé)整形,形成(cheng)頻🍓率與電(diàn)流成正比(bi)的模拟電(dian)壓♊或電流(liu)可以進行(hang)瞬🌐時指示(shì)或累和計(ji)算,見圖2。


2.2渦(wo)街流量計(jì)的特點
　　渦(wo)街流量計(jì)的特點是(shi):(1)渦街流量(liàng)計體積小(xiǎo),重量輕,安(ān)裝方便😄,可(kě)以不停産(chǎn)安裝、拆卸(xie)、清洗和維(wei)修。(2)測量範(fan)圍寬,量✨程(chéng)比可達1∶10,幾(ji)乎⛹🏻‍♀️不受介(jie)質溫度、壓(yā)力、密度的(de)影響✊。可以(yi)測量空氣(qi)、氧氣、煤氣(qi)、蒸汽、水和(hé)低粘度🎯的(de)其他流體(tǐ)。測量時氣(qì)體流速應(ying)大于5m/s,水的(de)流速應在(zài)0.5～6m/s之間。(3)管道(dao)系統振動(dong)有可能疊(dié)加到😍漩渦(wo)分離頻率(lǜ)上,這将使(shǐ)測💁量結果(guǒ)不準确,在(zai)小流量時(shi)幹擾特别(bié)突出。
3渦街(jie)流量計的(de)應用
3.1渦街(jiē)流量計的(de)安裝
　　焦化(huà)廠三組六(liù)六型焦爐(lú),向棗莊市(shi)供應煤氣(qi)10萬m3/d。1990年🈲10月在(zai)🐕外供煤氣(qi)管道上帶(dai)壓不停産(chan)安裝了雙(shuāng)發生體CWL-G104C-1插(chā)入式渦街(jie)流量計,整(zheng)個安裝過(guo)程從開口(kǒu)焊接到參(cān)數設置調(diào)試完成僅(jin)用3h。
3.2現場調(diao)試
3.2.1儀表常(chang)數的計算(suàn)儀表出廠(chang)時已給出(chū)了探頭插(cha)入❄️管道中(zhong)🐇心的儀表(biao)常數,安裝(zhuang)時隻需按(àn)現場實際(ji)條件換✌️算(suan)成儀表流(liu)量常數KQ即(jí)可。爲此,需(xu)進行流場(chǎng)修🐇正和阻(zǔ)塞修正換(huan)算:
KQ=KV/TUA(2)
式中KQ——儀(yi)表常數;KV——儀(yi)表出廠時(shí)的标定常(chang)數;T——流場修(xiu)正系數;U——阻(zǔ)塞修正系(xi)數;A——管道内(nei)斷面面積(jī),A=πD2/4。
流場修正(zhèng)系數α可按(an)下式計算(suàn):

式中θ——管道(dao)内平均突(tu)出物高度(dù),mm;Re——雷諾準數(shù),Re=354×10-3qDV;q——體積流量(liàng),m3/s;V——工作狀❄️态(tai)下介質的(de)運動粘度(du),m2/s。
阻塞修正(zhèng)系數U按下(xià)式計算:

式(shì)中d——插入杆(gǎn)直徑,mm;D——管道(dào)内徑,mm。
3.2.2由不(bu)鏽鋼探頭(tóu)引起的流(liú)量修正系(xi)數KT爲:
KT=1-4.8×10-5(T-20)(5)
式中(zhōng)T——使用狀态(tài)下的溫度(dù)。
3.2.3K′Q值的換算(suàn)
　　測量煤氣(qi)時,需要把(bǎ)儀表顯示(shi)值換算爲(wei)标準狀态(tai)P=101325Pa,T=20℃的🔞流🌐量,并(bing)對儀表常(chang)數進行溫(wēn)度壓力修(xiu)正:

式中P——使(shǐ)用狀态下(xia)的壓力,Pa;T——使(shi)用狀态下(xià)的溫度,℃。
根(gēn)據上述計(ji)算值設置(zhì)流量計積(ji)算儀的常(chang)數開關。
4對(dui)比标定
　　氣(qi)源廠、煤氣(qi)公司和儀(yi)表制造廠(chǎng)三家共同(tóng)對渦街、孔(kǒng)😍闆、羅茨三(sān)種流量計(ji)進行了對(dui)比标定。三(san)種儀表的(de)安裝位置(zhì)見圖3,标定(ding)數據見表(biao)。


　　從計量裝(zhuang)置的角度(du)出發,羅茨(cí)流量計是(shi)容積式,計(jì)量值在小(xiǎo)流量時比(bǐ)渦街和孔(kong)闆流量計(jì)高。從表中(zhong)看出流速(su)⭐低于🌂5m/s時羅(luo)👌茨表計量(liàng)值高于渦(wo)街和孔闆(pǎn)流量計,說(shuo)明渦💯街和(he)孔闆流量(liang)計在流速(sù)低時計量(liang)值偏低。高(gāo)流速時渦(wo)🐇街流量計(ji)的量值大(da)于羅茨流(liu)量計的顯(xian)示值,說明(ming)渦街流量(liàng)計在流速(sù)大于5m/s才能(néng)發揮理想(xiǎng)計🏃🏻‍♂️量性能(neng)。從工藝上(shang)看出,渦街(jiē)流量計在(zai)羅茨表之(zhi)前,無旁通(tong),無洩📱漏。而(er)羅茨🐉表前(qian)有幹脫設(shè)備,煤氣中(zhōng)的一些雜(za)質,已被過(guo)濾,再加上(shàng)⭕閥門的洩(xiè)漏,因此,羅(luo)茨表計量(liàng)值低于渦(wō)街流量計(jì)是正常的(de)。
5結語
5.1對渦(wō)街流量計(jì)的跟蹤對(dui)比和數據(ju)分析表明(míng),在流🐇量正(zheng)常情況下(xia),渦街流量(liang)計精度比(bǐ)孔闆高。在(zài)低流速或(huò)🏃間斷供氣(qì)🔞時,流量計(jì)量值偏低(dī),有時有失(shi)準現象。
5.2渦(wō)街流量計(ji)拆裝,維護(hù)方便,清洗(xi)、維護費用(yong)低,不會因(yīn)拆裝、檢修(xiū)✔️而影響生(sheng)産。
5.3在煤氣(qi)溫度較低(dī)時,渦街探(tan)頭易結萘(nài)及髒物,實(shi)際❓使用時(shí)應加以注(zhù)意。

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