摘要(yào):鋼鐵企業(ye)的煤煙氣(qì)管網的現(xiàn)場工況條(tiáo)件複雜🥰。爲(wei)了安裝🥵流(liu)量計并獲(huo)得流量計(ji)在工沉條(tiao)件下的線(xiàn)性度和精(jīng)度等級，采(cai)用模拟流(liú)量分析方(fāng)法,針對蓄(xu)熱式闆坯(pī)加熱爐煤(mei)煙管路的(de)實際工況(kuàng)條件,選取(qǔ)一種對稱(cheng)多孔孔闆(pǎn)差壓式流(liú)量計 ,對煤(mei)煙管路進(jin)行數字化(hua)分析和工(gōng)況标定，從(cong)而确定流(liu)量計的具(ju)體安裝位(wei)置，得到工(gong)業環境下(xia)流量計的(de)實際👣線性(xing)誤差和精(jīng)度等級，實(shi)現煤煙的(de)計量。
引言(yán)
　　流量計量(liang)對工業生(sheng)産非常重(zhong)要,廣泛應(ying)用于工農(nong)業🔞生産、科(ke)學研究、國(guo)防建設以(yǐ)及生活等(deng)諸多領域(yu)川。經過流(liu)❄️量計🏃🏻量儀(yi)表可⛷️以真(zhēn)實的反映(yìng)出成本,對(dui)實行企💋業(ye)能源管理(lǐ)減低能源(yuan)消耗有着(zhe)重大的作(zuò)用。鋼鐵企(qǐ)業的煤氣(qi)🚶管網主要(yào)存在上下(xia)♋遊直管段(duàn)🈲不充足、煤(mei)氣中含有(yǒu)少量粉塵(chen)雜質等問(wèn)題。煤氣由(yóu)于其組分(fen)比較複雜(zá)，且顆粒狀(zhuang)和粘稠狀(zhuàng)雜質較多(duo)，造成煤氣(qi)的流量檢(jian)測比🤞較困(kun)難。多孔孔(kong)闆型
　　流量(liàng)計是一種(zhǒng)新型的壓(yā)差式流量(liàng)計，其結構(gòu)簡單且能(neng)量損失低(dī)，因而被用(yong)于化工、核(he)能、環境控(kòng)制系統等(děng)領域中的(de)流量❌測量(liàng),多孔孔闆(pǎn)流量計在(zai)流量檢測(cè)時,所測介(jie)質在通過(guò)多孔節流(liú)整流器的(de)同時進行(hang)流體整流(liú)，誠小節流(liu)裝置後形(xíng)成的渦流(liu),形成較穩(wen)定的紊流(liú)，從而使引(yǐn)壓管路能(neng)夠獲取到(dao)較穩定的(de)差壓信✌️号(hao)間。所以，多(duo)孔孔闆既(jì)能平衡調(diào)整流場,又(you)能降低渦(wō)流損失”。其(qí)中的對稱(chēng)🧡多孔孔闆(pan)差壓👌式流(liu)量計可有(yǒu)效提🛀🏻高計(ji)量精度,具(ju)有壓力損(sǔn)失小、流出(chū)系數高、适(shi)應性好等(deng)特點。但由(yóu)于缺乏相(xiang)對完整的(de)結構參數(shù)設計和性(xing)能優化設(she)計準則的(de)相關📐指導(dao),在一定程(chéng)度上限制(zhi)了對稱多(duō)孔孔闆差(cha)壓式流量(liàng)計的應用(yòng)範圍。對于(yu)🥵未安裝流(liu)量計的煤(mei)煙管路,按(an)照實🚶‍♀️際流(liú)體介質的(de)現狀來有(yǒu)針對性選(xuan)取合适的(de)流量計量(liang)🧑🏾‍🤝‍🧑🏼儀表凹,并(bing)運用模拟(ni)流量的分(fen)析方法來(lái)确定流量(liàng)計的安裝(zhuang)位置,從而(ér)有👈效降低(di)不利影響(xiang)❤️，保證計量(liàng)結果的正(zheng)确率。
　　以鋼(gang)廠未安裝(zhuāng)流量計的(de)蓄熱式闆(pan)坯加熱爐(lú)煤煙管路(lu)爲🔱例🏃‍♀️,根💃據(jù)管路的現(xiàn)場工況和(he)管路内的(de)氣流分布(bù)🏃🏻‍♂️情況,選用(yong)一種對稱(chēng)💋多孔孔闆(pan)差壓式流(liú)量計進行(háng)計量,通過(guò)數字化分(fèn)析與工況(kuang)标定對比(bi)，從而确定(dìng)流量計的(de)具體安裝(zhuang)位置，提高(gāo)煤煙計量(liang)的精度,爲(wèi)生産能源(yuan)有效調度(du)和能耗核(he)算奠定的(de)基礎。
1闆坯(pi)加熱爐煤(mei)煙管路現(xian)場工況
　　蓄(xu)熱式闆坯(pi)加熱爐煤(méi)煙管路圖(tu)如圖1所示(shi)，管路是從(cóng)總管🍓出🚶‍♀️來(lái)後，經一個(gè)彎頭和直(zhí)管段後，再(zai)經過一個(ge)同面彎頭(tóu)。直管段上(shang)有一個蝶(dié)閥，蝶閥部(bu)分縮頸。由(you)圖1可知，該(gāi)蓄👣熱式闆(pǎn)坯加熱爐(lú)煤煙管路(lu)适于安🧑🏾‍🤝‍🧑🏼裝(zhuang)流量計的(de)直管段不(bu)足，受煤煙(yan)管段中彎(wan)頭反蝶閥(fá)的影響管(guan)道内易形(xing)成複雜流(liú)态流📧動的(de)情況，若流(liú)量計安裝(zhuāng)位♉置選擇(zé)不恰當，将(jiang)會使流量(liàng)計所得到(dao)的計量數(shù)據與煤煙(yan)的實際流(liu)動情況産(chan)生出入，從(cóng)而影響煤(méi)煙的計🧑🏾‍🤝‍🧑🏼量(liang)精度。
 
蓄熱(re)式闆坯加(jiā)熱爐煤煙(yān)管路現場(chang)工況基本(běn)參
數如下(xià):
(1)介質:煤煙(yān)氣;
(2)管道口(kou)徑:1220mm;
(3)管道壁(bì)厚:6mm;
(4)直管道(dao)尺寸:閥前(qian)3500mm;閥長2200mm;閥後(hou)2100mm;
(5)壓力:-4kPa(G);
(6)溫度(dù):150℃;
(7)密度:0.92kg/m3;
(8)粘度(du):2.47X10-5Pa.s;
(9)大流量:26.010kg/s;
(10)常(cháng)用流量:20.808kg/s;
(11)小(xiao)流量:8.323kg/s。
2管路(lu)内氣流分(fen)布規律
　　對(duì)蓄熱式闆(pan)坯加熱爐(lú)煤煙管路(lù)未安裝流(liú)量計的情(qíng)況進⛹🏻‍♀️行了(le)數值模拟(ni)，用于分析(xi)管道内流(liú)體的流動(dong)狀态，确定(ding)流量計的(de)最佳安裝(zhuāng)方案。數值(zhí)模拟方法(fǎ)是研究流(liu)量傳感器(qì)特性的有(you)效手段之(zhī)一，既可降(jiang)低成本，又(you)可提高效(xiào)率凹。所🏒以(yi)采用數值(zhi)模拟的🔅方(fang)法對煤煙(yan)‼️管路進行(hang)分析，從而(er)得到管路(lu)内的氣流(liu)分布規律(lü)。分析時，工(gōng)況選取爲(wei)正常工況(kuang)(常用流量(liàng)20.808kg/s)。圖2和圖3爲(wèi)蓄熱式闆(pǎn)坯加熱爐(lu)煤煙管路(lù)内截面上(shang)的速度分(fen)布雲圖。
 
　　蝶(dié)閥前管路(lù)内煤煙的(de)流動狀态(tài)較蝶閥後(hou)的流動狀(zhuang)态相對較(jiao)好，因爲蝶(die)閥前管路(lù)内的氣流(liu)分布情況(kuang)主要受👈上(shang)遊彎頭的(de)影響，而蝶(die)閥後管道(dào)内的流🐆場(chǎng)受上遊彎(wān)頭的影響(xiǎng)、上遊閥門(men)的影響、上(shang)遊漸擴管(guǎn)與漸縮管(guan)的影響，此(cǐ)外當閥門(men)]變動時👣，閥(fá)後的流⛹🏻‍♀️動(dong)狀态變化(huà)☂️相對較大(da)。所以應将(jiāng)流量計安(an)裝在蝶💋閥(fa)前的位置(zhi)。從圖2和圖(tú)3可以看🌂出(chū)，經過上遊(yóu)彎頭後㊙️,煤(mei)煙管道下(xia)方位置的(de)流速偏低(di)些，上部流(liú)速偏高些(xie)，整個橫截(jié)面速度分(fen)布有一定(ding)的偏差。從(cóng)流動狀态(tài)上看,流量(liàng)計的取壓(yā)🈚點應取在(zai)與管道軸(zhou)向✔️平行的(de)管壁位置(zhi)處。
 
3确定流(liú)量計安裝(zhuāng)位置
　　流量(liang)計安裝位(wèi)置選定的(de)标準是:所(suo)選位置的(de)橫截面速(sù)度分布盡(jìn)可能均勻(yun),同時也要(yao)考慮流量(liang)計的安裝(zhuāng)和流🎯量計(ji)自身的特(tè)♉點。對稱流(liú)量計是-種(zhǒng)對稱✨多孔(kǒng)孔㊙️闆差壓(ya)式流量計(jì),其設計圖(tú)如圖4所示(shi)。其計量精(jing)度高、對直(zhi)管段🏃要求(qiú)較低，同時(shi)具有防堵(dǔ)的功🌍效，适(shi)用于煤煙(yan)的流量計(jì)🏃量,所以選(xuǎn)用AB對稱流(liu)量計來對(duì)蓄熱式🏒闆(pǎn)坯加熱爐(lú)煤煙🐪管路(lù)的流量進(jin)行計量。根(gen)據煤❓煙管(guǎn)路的實際(jì)工況條件(jian)、煤煙管路(lu)内氣流的(de)分布規律(lǜ)、安裝以及(jí)流量計的(de)特點📱，應避(bi)免彎頭、漸(jian)縮管及閥(fá)門處對于(yú)管道内流(liú)速和壓力(lì)的影響。經(jing)過分析,該(gāi)蓄熱式闆(pǎn)坯加熱爐(lú)煤煙管路(lu)的流🥰量計(ji)安裝位置(zhi)距上遊彎(wān)頭中心的(de)距離爲2.1m。因(yin)介質💁物性(xìng)參數無準(zhun)确的數值(zhi)💘,差壓無特(te)殊要求,因(yin)此選用常(chang)用的✂️開孔(kong)比0.65的AB對稱(chēng)流量計。
 
4安(an)裝流量計(jì)後管路内(nèi)的流動狀(zhuang)态及工況(kuàng)精度分析(xī)✉️
　　工況選取(qu)爲正常工(gōng)況(常用流(liú)量20.808kg/s)。圖5爲安(ān)裝流量計(jì)後❗的蓄熱(re)式❤️闆坯加(jiā)熱爐煤煙(yān)管路三維(wéi)管道模型(xíng)。圖6~9爲蓄熱(re)式闆坯加(jia)熱爐煤煙(yan)管路内各(ge)截面速度(dù)分布雲圖(tú)及縱♻️截面(mian)速度矢量(liàng)圖。從圖6可(kě)以看出經(jing)👣過流量計(ji)👨‍❤️‍👨後,速度分(fen)布變爲很(hěn)有規則。圖(tu)7和圖8分别(bie)爲煤煙管(guǎn)路流量計(ji)前0.5m處橫截(jie)面速度🏃🏻分(fèn)布雲圖與(yu)煤煙管路(lu)流量🧑🏽‍🤝‍🧑🏻計後(hou)0.5m處橫截面(miàn)速度分布(bu)雲圖，兩圖(tú)☁️對比同樣(yang)㊙️能表明經(jing)過流📐量計(ji)後橫截面(miàn)_上的速度(du)分布相對(dui)規則。圖9爲(wei)👣煤煙管路(lù)縱截面📞速(sù)度矢量圖(tú)，該圖展示(shi)了流量計(ji)出口處的(de)流動狀态(tài)，在流量計(ji)後隻是形(xíng)成很小的(de)漩渦。所以(yi),蓄熱式闆(pǎn)坯加熱爐(lú)煤煙管路(lu)在👨‍❤️‍👨選定位(wei)置安裝流(liú)量計後流(liú)量計的尾(wei)流流場能(néng)夠形成相(xiang)對規則的(de)流✊動狀态(tài),近而保證(zhèng)對煤煙管(guǎn)💔路進行正(zhèng)确計量。
 
　　分(fèn)别對蓄熱(rè)式闆坯加(jia)熱爐煤煙(yān)管路的相(xiang)應工況條(tiáo)件即最大(da)流量、常用(yong)流量和最(zui)小流量用(yòng)數字化分(fèn)析技術進(jìn)行标定，獲(huò)得蓄熱式(shì)闆坯加熱(re)爐煤煙管(guan)路的流量(liàng)計量精度(dù)🧑🏾‍🤝‍🧑🏼分析數據(ju)如表1所示(shì)。從表1中可(kě)看出流量(liang)計對于煙(yān)氣管路的(de)計量線性(xing)度高爲0.426%，精(jīng)度等級較(jiao)高爲0.5級。由(yóu)此可以說(shuō)明安裝流(liu)量計能👌夠(gòu)對煤煙管(guǎn)路進行準(zhun)确計量。
 
5結(jié)論
(1)安裝流(liu)量計的蓄(xu)熱式闆坯(pī)加熱爐煤(méi)煙管路内(nèi)的流動分(fèn)布🚶相對不(bú)均勻,受煤(mei)煙管路中(zhong)彎頭和蝶(dié)閥的影響(xiǎng)，橫截面.上(shang)部分區域(yù)流速波動(dòng)較明顯，據(jù)流速分布(bù)特點，流🔱量(liang)計取❤️壓點(diǎn)應❄️選在與(yǔ)管路軸向(xiàng)平行的管(guan)壁位置處(chù)。
(2)因煤煙管(guǎn)路直管段(duan)不足及煤(mei)煙管路的(de)實際工況(kuang)條件,選擇(zé)一🏃種對稱(chēng)多孔孔闆(pan)差壓式流(liu)量計進行(háng)計量✉️，同時(shi)⭐結合管路(lù)中流體的(de)流動狀态(tài)及所安裝(zhuang)流量計‼️本(ben)身的特點(dian)，确定了流(liu)量計的最(zui)佳安裝位(wèi)置爲:距離(li)蓄熱式闆(pǎn)坯加熱爐(lú)👈煤煙管路(lu).上遊彎頭(tóu)💯中心.的距(jù)離爲2.1m。
(3)通過(guo)數字化分(fen)析和工況(kuàng)标定，獲得(de)了蓄熱式(shì)闆坯加熱(re)爐煤煙管(guǎn)路_上流量(liang)計的線性(xìng)度爲0.426%,精度(du)爲0.5級。

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