摘要：焦化(huà)廠在外供(gòng)煤氣管道(dào)上安裝 插(cha)入式渦街(jiē)流量計 ,經(jīng)嚴格的參(can)數設置,投(tou)入使用。與(yǔ) 孔闆流量(liang)計 和羅茨(ci)流量計相(xiàng)比,在流速(su)大于5m/s時渦(wō)街流量計(ji) 的精度較(jiào)高,并具有(you)測量範圍(wéi)寬,安裝、維(wéi)修方便,清(qīng)洗、維護費(fèi)用低等特(te)點。
随着我(wo)國城市煤(méi)氣的不斷(duan)發展,一些(xiē)冶金焦化(hua)廠的焦爐(lú)煤氣向供(gòng)民用煤氣(qì)的方向發(fā)展。因此,煤(mei)氣計量💁問(wèn)題😍變得比(bi)較♈突出,對(duì)煤氣計量(liang)的精度要(yào)求也越來(lai)🙇‍♀️越高。過去(qù)一般采用(yong)差壓流量(liàng)裝置,80年代(dài)初開始采(cai)用渦街流(liu)量計測量(liàng)焦爐煤氣(qì)流量。
1孔闆(pan)流量裝置(zhi)
　　孔闆流量(liàng)計量系統(tong)一般由标(biao)準孔闆、 差(cha)壓變送器(qì) 、開方器及(ji)比例積算(suan)器組成,是(shì)目前應用(yong)比較廣泛(fan)的流量計(jì)量方法之(zhī)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(liè)化。焦化廠(chang)外供煤氣(qi)在1985年以前(qian)一👉直采用(yong)孔闆流量(liàng)計進行焦(jiāo)爐煤氣的(de)計量,在實(shi)🏒際應用中(zhōng)發現有以(yǐ)下不足:(1)因(yin)煤氣爲濕(shi)氣♻️體,冬季(jì)保溫不好(hao)時孔闆易(yi)凍,影響計(jì)🐇量裝置正(zheng)常工🈲作。(2)焦(jiao)爐煤氣中(zhōng)📐成分複雜(zá),含有焦油(yóu)、萘等多種(zhǒng)雜質,長期(qī)使用會使(shi)孔闆孔徑(jing)結污變小(xiǎo),銳邊被髒(zang)物複蓋,直(zhí)✍️接影響計(jì)量精度。另(lìng)外導壓管(guan)堵塞的現(xian)♊象也時有(you)發生。(3)因煤(méi)氣受溫度(dù)、壓力、密度(du)🎯影響較大(dà)。一般中小(xiǎo)型焦化廠(chǎng)在設計中(zhong)沒有考慮(lǜ)🔱補償問題(ti)。因此,冬夏(xià)兩季測量(liàng)誤差較大(dà)。(4)孔闆流量(liang)計适用于(yú)穩定、連續(xu)工作。其量(liàng)㊙️程🚶比爲1∶3。(5)孔(kǒng)闆流量計(jì)至少每年(nian)🔴要清洗一(yi)次,清洗時(shi)必須停産(chan)。對于一些(xiē)大管道拆(chāi)裝相🧑🏾‍🤝‍🧑🏼當困(kùn)難,中小型(xing)企業難以(yi)具備孔闆(pǎn)☔裝配能力(li),有的一安(ān)裝而訂終(zhong)身,難以滿(mǎn)足計量要(yào)求。
2渦街流(liú)量計
2.1渦街(jie)流量計的(de)工作原理(lǐ)
　　渦街流量(liang)計屬于流(liú)體振動式(shi)流量計,在(zai)管道内紊(wěn)亂流動的(de)♈介質撞到(dào)非線性擋(dang)體(發生器(qi))上,擋體的(de)形狀和紊(wen)流速✔️度是(shì)兩個決定(ding)參數。當流(liu)體流經擋(dang)體時,在擋(dǎng)體兩側交(jiāo)替地分離(lí)❗出漩渦,形(xíng)成“卡門渦(wō)街現象”見(jian)圖1。卡門渦(wō)街的頻率(lü)🔞與流速成(chéng)正比。在流(liu)體中插入(rù)柱狀物體(ti)時頻❄️率與(yǔ)流體流速(sù)的關系可(kě)😄用式(1)表示(shi):

式中f——漩渦(wō)頻率;V——管道(dào)内平均流(liu)速;d——柱狀擋(dang)體迎流面(mian)寬度🔴;D——流體(ti)所在管道(dao)内徑;St——斯特(tè)羅哈爾數(shu),在雷諾數(shù)104～106範圍内爲(wèi)無量綱常(cháng)數。
　　由式1可(kě)見,通過測(ce)量渦街頻(pin)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(chǎn)生時,柱體(tǐ)受到與流(liu)向垂直的(de)交變升力(li)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(nei)的壓電檢(jian)測原件測(ce)出升力的(de)變🈚化,将升(sheng)力的變化(huà)轉爲電的(de)頻🍉率信号(hào),輸送到轉(zhuǎn)換器,再進(jin)行放大和(he)整形,形成(cheng)頻🔞率與電(diàn)流成正比(bǐ)的模拟電(dian)壓或電流(liú)可以進🔞行(hang)瞬時指示(shi)或累和計(jì)算,見圖2。


2.2渦(wō)街流量計(ji)的特點
　　渦(wo)街流量計(ji)的特點是(shì):(1)渦街流量(liàng)計體積小(xiǎo),重量輕💁,安(ān)裝方便☔,可(ke)以不停産(chǎn)安裝、拆卸(xiè)、清洗和維(wei)修。(2)測量範(fan)圍😄寬,量程(cheng)比可達1∶10,幾(jǐ)乎不受介(jie)質溫度、壓(yā)力、密度的(de)影響。可以(yǐ)測量空氣(qi)、氧氣、煤氣(qi)、蒸汽、水和(he)低粘度❓的(de)其他流體(ti)。測量時氣(qì)體流速應(yīng)大于5m/s,水的(de)流速應在(zai)0.5～6m/s之間。(3)管道(dao)系統振動(dong)有可能疊(die)加到漩渦(wō)分離頻率(lü)上,這将使(shi)測量結果(guǒ)不準确,在(zai)小流量時(shí)幹擾特别(bie)突出。
3渦街(jie)流量計的(de)應用
3.1渦街(jie)流量計的(de)安裝
　　焦化(hua)廠三組六(liù)六型焦爐(lu),向棗莊市(shì)供應煤氣(qi)10萬m3/d。1990年🚩10月在(zài)外供⛹🏻‍♀️煤氣(qì)管道上帶(dai)壓不停産(chǎn)安裝了雙(shuāng)發生體CWL-G104C-1插(cha)入式💋渦街(jiē)流量計,整(zhěng)個安裝過(guo)程從開口(kǒu)焊接到參(cān)數設置調(diào)試完成㊙️僅(jǐn)用3h。
3.2現場調(diào)試
3.2.1儀表常(chang)數的計算(suàn)儀表出廠(chang)時已給出(chu)了探頭插(chā)入㊙️管道中(zhong)🧑🏽‍🤝‍🧑🏻心的儀表(biǎo)常數,安裝(zhuāng)時隻需按(àn)現場實際(jì)條件換算(suàn)成儀表流(liú)量常數KQ即(jí)可。爲此,需(xu)進行流場(chang)修正和阻(zu)塞修正換(huàn)算:
KQ=KV/TUA(2)
式中KQ——儀(yi)表常數;KV——儀(yi)表出廠時(shi)的标定常(chang)數;T——流場修(xiu)正系🧡數;U——阻(zu)💞塞修正系(xì)數;A——管道内(nèi)斷面面積(ji),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(tū)出物高度(du),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(dù),m2/s。
阻塞修正(zhèng)系數U按下(xia)式計算:

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

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


　　從計量裝(zhuang)置的角度(dù)出發,羅茨(ci)流量計是(shi)容積式,計(ji)量值在👉小(xiǎo)流⭐量時比(bi)渦街和孔(kong)闆流量計(jì)高。從表中(zhong)看出🐆流速(sù)低于5m/s時羅(luó)茨表⭐計量(liang)值高于渦(wō)街和孔闆(pǎn)流量計🌍,說(shuō)明渦街和(hé)孔闆流量(liang)計在流速(sù)低時計量(liang)值偏低。高(gao)☁️流速時渦(wo)街流量計(jì)的量值大(dà)于羅茨流(liu)量計的顯(xian)示值,說明(míng)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(néng)。從工藝上(shang)看出,渦街(jiē)流量計在(zài)羅茨表之(zhi)前,無旁通(tōng),無洩漏。而(er)羅茨表前(qian)有幹脫設(shè)備,煤氣中(zhong)的一些雜(za)質,已被過(guo)濾,再加🌈上(shàng)閥門的洩(xie)漏,因此,羅(luó)茨表計量(liàng)值低于渦(wo)街流量計(jì)是正常的(de)✊。
5結語
5.1對渦(wo)街流量計(ji)的跟蹤對(dui)比和數據(jù)分析表明(míng),在流量正(zhèng)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(qi)時,流量計(ji)量值偏低(dī),有時有失(shi)準現象。
5.2渦(wo)街流量計(jì)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(qì)溫度較低(di)時,渦街探(tan)頭易結萘(nài)及髒物,實(shí)際使🏃‍♂️用時(shi)應加📧以注(zhù)意。

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