摘要(yao)：天然氣是一(yī)種多組分複(fu)雜的混合氣(qì)體,其流💃量的(de)👅計量過去采(cai)用同心直角(jiao) 孔闆差壓式(shi)流量計 測量(liàng)方式,由于多(duo)種因素易引(yin)起測量誤差(chà)。從智能型渦(wo)街流量計 簡(jiǎn)單的工作原(yuán)理,使用實例(lì)介紹應用渦(wō)街流量計測(cè)🌈量天然氣流(liú)量,提高天然(ran)氣計量的精(jīng)度。
1前言
　　合成(chéng)氨裝置進入(ru)生産界區的(de)燃料氣和原(yuan)料氣的流量(liang)測量,采用的(de)流量計是節(jiē)流元件爲标(biāo)準孔闆和均(jun1)速流量管⭐的(de)差壓式流量(liàng)計。由于天然(ran)氣是一種複(fu)雜的多組🌈分(fen)的氣體混合(he)物,天然氣輸(shu)送中夾帶的(de)雜質和水份(fèn),常常會造成(cheng)孔闆結碳髒(zāng)物,均速流量(liàng)管靜動💔壓孔(kong)堵塞,加之裝(zhuāng)置本身的精(jing)度低,很難使(shi)天然氣的流(liú)量測量準确(què)📞可靠。
　　智能型(xing)渦街流量計(ji)(又稱漩渦流(liú)量計),是一種(zhǒng)新型的.流量(liang)儀表,從70年代(dai)末出現至今(jīn),相維出現了(le)熱敏式壓敏(min)式應力🏃🏻式超(chāo)聲式電容式(shi)等各種形式(shì)的儀表,随着(zhe)🌈科學技術的(de)日新月異,渦(wo)街流量計的(de)發展速度也(ye)是非常驚人(ren)的。
2渦街流量(liàng)計測量原理(lǐ)及應用
　　智能(neng)型渦街流量(liang)計是利用流(liú)體力學中卡(kǎ)門渦街的原(yuan)理🈲制⭐作🐆的一(yi)種儀表,其原(yuán)理如圖1,圖2所(suo)示,當在🏃🏻‍♂️流體(ti)流動的管道(dao)中放入一個(gè)柱體障礙物(wu)(漩渦發生體(ti))時,在發生體(tǐ)下遊的兩側(cè)🏃‍♀️就會交🔴替地(dì)産生漩渦,這(zhe)些漩🆚渦就是(shi)卡🌏門漩渦，也(yě)🔴稱卡門渦♌街(jie)。對于 渦街流(liú)量計 ,在一定(ding)雷諾數範圍(wei)内(2×104~7×106)内,下列方(fāng)程成立:
f=St×v/d
式中(zhong)
f:發生體一側(cè)産生的卡門(men)渦街頻率
St:斯(sī)特勞哈爾數(shu)(無量綱數)
v:流(liú)體的流速
d:漩(xuán)渦發生體的(de)寬度

　　St的值與漩(xuán)渦發生體寬(kuan)度d和雷諾數(shù)Re有關。當雷諾(nuò)數🐕Re<2×106情況下,St爲(wèi)變數;當Re在2×104~7×106的(de)範圍内,St值基(ji)本保持不變(bian),這段範圍爲(wèi)流量🥰計的正(zheng)常測量範圍(wéi)。在漩渦發生(sheng)體寬度d和斯(si)特勞哈爾數(shù)🥰St爲定值時,漩(xuan)渦産生的頻(pín)率🌐f與流體的(de)平均流速V成(chéng)正比,因此,可(ke)以從漩渦産(chǎn)生的頻率f求(qiu)出🐇流體的平(píng)均流速V。
　　由于(yu)漩渦流量計(ji)的管道内插(cha)有漩渦發生(sheng)體,因此😘在漩(xuán)渦發生體處(chu)的流速與管(guǎn)道内其他部(bu)位的平均流(liu)🥰速不同,根據(jù)流🌈體連續方(fāng)程:Q=V1A1=V2A2
式中Q:通過(guo)流量計的流(liú)體流量
A1:流量(liang)計管道的載(zǎi)面積.
V1:流量計(jì)管道内流體(ti)的平均流速(sù)
A2:漩渦發生體(tǐ)處管道的截(jie)面積
V2:漩渦發(fa)生體處管道(dào)内流體的平(ping)均流速
設:A2/A1=m
當(dang)d/D<0.35時，可近似認(ren)爲:
m=1-1.25d/D
式中d:漩渦(wo)發生體寬度(dù)
D:流量計管道(dao)内徑
整理f=StV/d;Q=V;A2=V2A2；
m=1-1.25d/D;
得(dé)到:Q=πD2/4×1/St×d(1-1.25d/D)×f
令:K=1/[πrD2/4.1/St×d(1-1.25d/D)]
則:Q=f/k
式中(zhong):K爲流量計的(de)流量系數,其(qí)物理意義是(shi)每升流🔴體的(de)脈🐆沖🎯數。
　　當流(liú)量計的管道(dào)内徑D和漩渦(wo)發生體寬度(dù)d爲确定值時(shí)✔️,K值随🎯之而确(què)定。從Q=f/K可知:在(zài)一定的雷諾(nuo)數Re範圍📞内,流(liú)量Q與漩渦的(de)頻📧率f成線性(xing)關系,隻要測(ce)量出漩渦的(de)頻率f就能求(qiu)得流過流量(liang)計管道流體(ti)的體積流量(liàng)Q。漩渦流量計(ji)用一個有壓(yā)電元件的🌈傳(chuán)感器組件來(lai)測量交🔞替作(zuo)用于發生體(ti)的應力而産(chǎn)生的漩渦頻(pin)率f。
　　對渦街流(liú)量計的安裝(zhuāng)要求,與一般(bān) 孔闆流量計(jì) 的安裝要求(qiu)有許多相同(tóng),流體流向要(yao)與流量計标(biāo)示一緻。夾持(chí)型渦街流量(liang)計,要把儀器(qì)的口徑對準(zhǔn)鄰近管道的(de)内孔,這一點(diǎn)🤞很重要,否則(ze)将影響測量(liang)準确。安裝正(zhèng)确㊙️無誤後,将(jiang)流量☀️計的有(you)📞關參數設置(zhi)好,即可投入(ru)使用。YF100型(E型)YEQFLO(渦(wo)街流🔞量計)是(shi)一種新穎的(de)🍓智能型流量(liang)計,由于功能(néng)齊全,該儀表(biǎo)可用标準的(de)遙控通信和(hé)現場本機通(tong)信,先🎯進的通(tong)信功能使你(nǐ)👄可通過控制(zhì)室“CTM-XL”或“μXL”操作面(miàn)闆,或用現場(chang)顯示器本機(jī)手持電腦終(zhōng)端(BT200)來監控運(yùn)行情況和設(she)定🌂參數。一旦(dàn)🐉選定要測量(liang)的流體後,儀(yi)表所要求的(de)僅僅是實際(jì)🔅需要的那些(xiē)參數,并且簡(jiǎn)單方便易操(cāo)作🏃。其主要參(cān)數的設置如(rú)圖3所示。
　　從圖(tu)3中可以看出(chū),該流量計的(de)測量流體可(kě)是液體✊、氣👌體(tǐ)和🍓蒸汽,并且(qie)可作質量型(xíng)流量測量,或(huo)工作狀況下(xia)的體🔅積流量(liàng)測量與标準(zhun)狀況下的體(tǐ)積流量測量(liàng)。

　　工藝生産(chǎn)上已習慣于(yú)用标準狀況(kuang)下的體積流(liú)量來操作和(he)進行物料平(píng)衡計算，加之(zhī)天然氣這種(zhǒng)多組分的氣(qì)體混🏃🏻‍♂️合物,質(zhi)量🔞測量中要(yào)求的介質密(mi)度和粘度非(fei)常确切的數(shù)值難于實現(xiàn),在實際使用(yòng)上采用了标(biāo)準狀況氣🆚體(ti)體積流量測(cè)量的方式。
　　流(liú)量計的測量(liàng)是基于Q=f/k公式(shi),這裏Q是天然(ran)氣在實際♉工(gong)作壓力和溫(wen)度下的體積(jī)流量,換算.到(dao)标準狀态下(xia)的體積流量(liang)應爲💋:
Q棟=P/Pn×(Tn+273.15)/(Tr+273.15)×QvK
　　這是(shì)普遍應用的(de)測量方法,從(cóng)上式看,測量(liang)的累積是在(zai)🙇‍♀️一定工🛀🏻作時(shí)間内的平均(jun)溫度和平均(jun)壓力折❓算到(dao)⭐标準狀态下(xia)的體積,爲保(bǎo)證流量累積(jī)量的準㊙️确,必(bì)須進行在線(xiàn)實時溫度壓(ya)力測量,是通(tōng)過DCS内部運算(suan)功能來實現(xian)其溫度壓力(lì)補償的,補償(chang)方式爲:

3渦街(jie)流量計與差(cha)壓式流量計(jì)的比較，
　　天然(rán)氣流量測量(liàng),過去全部采(cai)用的是孔闆(pan)取壓,近年選(xuǎn)用了渦街流(liu)量計測量天(tiān)然氣流量，表(biao)2是渦街流量(liàng)計與差壓式(shi)流量計的主(zhǔ)要性能比較(jiào),同時表明了(le)爲什麽要選(xuan)用渦街流量(liàng)計來測量天(tian)然氣，

　　智能型(xíng)渦街流量計(ji)結構簡單,檢(jian)測元件不接(jie)觸介質,可測(cè)腐蝕性、較髒(zang)介質,無運動(dong)件,可靠性高(gao),耐用性強,使(shǐ)用🔞命壽命長(zhǎng)，基本上無需(xu)維護,在天然(rán)氣流量測量(liàng)上得到了很(hěn)好⭐的應用,大(dà)有全♻️部取代(dai)孔闆式差壓(ya)計測量天然(rán)氣的趨勢。但(dan)天然氣是一(yī)種較爲複雜(za)的多組份的(de)氣體,引起測(cè)量誤👌差的因(yin)素比較多。加(jiā)之使用渦街(jie)流量計的時(shí)間不長,需要(yao)收集有關數(shù)據,用大量㊙️的(de)實際⭐工作去(qù)驗證确定,積(jī)累經驗,使渦(wo)街流量計在(zai)🍉計量天然氣(qì)上更加準确(que),更加完善,發(fā)揮其全部功(gong)能。

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