拜(bài)耳法生(shēng)産氧化(hua)鋁過程(cheng)中，蒸汽(qi)是氧化(hua)鋁企業(yè)運🏃🏻‍♂️行中(zhong)💘的重要(yao)能源，用(yong)于加熱(re)苛性鈉(nà)溶液與(yǔ)鋁土礦(kuàng)💁石，同時(shí)也用于(yu)加熱濃(nóng)縮分解(jie)後的母(mǔ)液。據統(tong)計蒸汽(qi)消耗占(zhan)氧化鋁(lǚ)能源成(cheng)本的40%~60%。對(duì)于氧化(hua)鋁企業(yè)，蒸汽消(xiao)耗成爲(wei)企業成(chéng)本的重(zhong)要組成(cheng)部分，在(zai)氧化鋁(lǚ)🌈企業的(de)發展和(hé)生存中(zhong)起着決(jué)定性因(yin)素。
1 氧化(huà)鋁生産(chan)中蒸汽(qi)消耗分(fèn)布及目(mù)前的現(xian)狀
   在拜(bai)耳法氧(yang)化鋁生(shēng)産中，工(gong)藝綜合(hé)能耗主(zhu)要由蒸(zhēng)汽、電力(lì)、水、壓縮(suō)空氣和(he)燃料組(zu)成，其中(zhōng)蒸汽是(shi)氧化鋁(lǚ)生産的(de)主要🐕能(néng)源消耗(hào)指标之(zhi)一，汽耗(hao)的高低(di)直㊙️接反(fǎn)映這個(ge)企🔆業的(de)生💘産管(guǎn)理和駕(jia)馭生産(chǎn)的能力(li)。以某一(yī)氧化鋁(lü)爲例，工(gong)藝綜合(he)能耗約(yuē)15.72GJ/t-Al2O3，蒸🔴汽約(yue)占42%，其💃🏻中(zhōng)蒸汽由(yóu)高❤️壓蒸(zhēng)汽和低(dī)壓蒸汽(qì)兩部分(fèn)組成。表(biao)1爲🥵某氧(yǎng)化鋁企(qi)☀️業高低(di)壓蒸汽(qi)消耗點(diǎn)。以表1爲(wèi)例㊙️，氧化(hua)鋁企業(ye)蒸汽需(xū)要計量(liàng)點一般(ban)在8~10個，用(yong)汽量從(cong)3.5~206t/h不等，溫(wen)度和壓(yā)力也不(bu)盡💜相同(tong)。

   目前，在(zài)氧化鋁(lü)企業蒸(zhēng)汽計量(liàng)儀表通(tōng)常采用(yong)兩大類(lèi)♈，一類是(shì)基于伯(bo)努力方(fang)程原理(li)的，如差(cha)壓孔闆(pǎn)﹑音速噴(pēn)嘴、阿牛(niú)巴、德爾(er)塔巴♊、平(píng)衡式等(děng)，在這類(lei)儀表中(zhong)⭐，又以 差(cha)壓孔闆(pan)流量計(jì) 、 阿牛巴(bā)流量計(ji) 、德爾塔(ta)巴占比(bi)較多；另(ling)一類是(shì)基于線(xiàn)性連續(xu)方程原(yuán)理的，如(ru)💋渦流量(liang)計、質量(liang)流量計(ji)，由于質(zhi)量流量(liàng)計價格(ge)昂貴，且(qiě)高溫狀(zhuang)态下精(jīng)度喪失(shi)，故而又(you)多以渦(wō)流量計(ji) 計量爲(wèi)主。

   基于(yú)伯努力(lì)方程原(yuán)理的蒸(zhēng)汽計量(liàng)儀表，其(qí)流量計(ji)量方程(cheng)式爲（1）：
   公(gong)式（1）說明(ming)，一方面(mian)由于方(fang)程式中(zhōng)存在着(zhe)介質蒸(zheng)汽的密(mì)度💞ρf，因此(ci)，計量儀(yi)表的标(biao)定在氧(yǎng)化鋁企(qǐ)業中是(shì)㊙️個很麻(má)煩而且(qiě)往往不(bu)準确的(de)，一般生(shēng)産廠大(da)都采用(yong)水标定(ding)，這種方(fāng)法标定(dìng)出來的(de)精度㊙️，不(bu)代表測(ce)量蒸汽(qì)的精度(du)。另一方(fāng)面由于(yu)方程式(shi)（1）中還有(you)一個氣(qi)體的膨(péng)脹系數(shù)τ，對于不(bu)同的蒸(zheng)汽，不同(tong)的壓力(lì)，不同的(de)溫度條(tiáo)件📱下🌈的(de)膨脹系(xi)數都不(bu)盡相同(tong)，因此，即(ji)使🔞用壓(yā)縮空氣(qì)進行标(biāo)定出來(lai)的精度(dù)也不代(dai)表測量(liang)蒸汽的(de)精度。
2 渦(wō)街流量(liàng)計工作(zuo)原理
渦(wō)街流量(liàng)計是基(jī)于線性(xìng)連續方(fāng)程原理(lǐ):

   在這個(gè)公式（2）中(zhong)有2個函(han)數，一個(gè)是流體(ti)流速v，另(lìng)一個是(shì)斯❄️特勞(lao)哈爾數(shù)St，而斯特(te)勞哈爾(ěr)數St是雷(lei)諾數Re的(de)函數，當(dang)🎯雷諾數(shu)Re到達20000後(hòu)，斯特勞(láo)哈爾數(shu)St就是一(yi)個常數(shù)⛹🏻‍♀️。當渦街(jiē)流量計(ji)測量發(fa)生體形(xíng)狀固定(ding)，迎流面(miàn)寬度就(jiu)一定，這(zhe)樣一來(lái)，頻率僅(jin)僅取🚩決(jue)于流體(ti)流速，是(shì)線✂️性連(lián)續方程(cheng)👄，通過圖(tú)1示渦💋街(jie)流量計(jì)測🏃‍♀️量模(mó)型推導(dǎo)，得到流(liu)量計量(liàng)方程式(shi)（3）：


   渦街流(liu)量計是(shì)基于線(xiàn)性連續(xù)方程原(yuán)理，隻要(yào)雷諾數(shu)大于20000，測(cè)量🔴與流(liú)體的性(xìng)質無關(guān)，與密度(dù)、黏度等(deng)均無關(guan)🔞。用水标(biao)定出來(lái)✊的流🚶量(liàng)系數同(tong)樣适用(yong)于蒸汽(qì)計量，在(zai)🔴常溫下(xia)标定出(chu)的流量(liang)系數同(tong)樣适用(yòng)于低溫(wēn)和高溫(wen)蒸汽。這(zhè)樣，渦街(jie)流量計(jì)更能适(shi)應氧化(huà)鋁企業(ye)内高低(di)壓、不同(tong)溫度蒸(zhēng)汽計量(liang)的需求(qiú)。

K爲流量(liang)系數，含(hán)義是每(měi)升流量(liang)由幾個(gè)脈沖表(biǎo)示，即是(shi)P/L，經💜過公(gong)式變換(huàn)，實際運(yùn)用中的(de)渦街流(liú)量計計(jì)算💰公式(shì)（4）：

   一般，渦(wo)街流量(liàng)計的流(liu)量系數(shu)，其實在(zai)設計時(shi)就已經(jing)定💋下來(lai)了，但是(shì)每個生(shēng)産廠都(dou)要對每(mei)一台流(liu)量計進(jin)行标定(dìng)，就❓是爲(wèi)了檢驗(yàn)制造誤(wù)差。但不(bú)管這個(gè)數是什(shi)麽數，标(biāo)🥵定合格(ge)🌈了的流(liu)量系數(shù)就是正(zheng)确計量(liàng)的常數(shù)，适用于(yu)不同工(gōng)況狀态(tài)的蒸汽(qì)。
   另外要(yào)注意，從(cong)公式（4）可(ke)以看出(chū)，渦街流(liú)量計隻(zhī)能測流(liú)體的🤞工(gōng)況✨體積(jī)方，質量(liàng)方和标(biao)準體積(ji)方是根(gen)據密度(du)🤩或壓力(li)溫度換(huàn)🈲算出🔆來(lái)的。
3 氧化(hua)鋁生産(chǎn)中蒸汽(qi)計量設(shè)計選型(xíng)
   以表1爲(wèi)例，氧化(hua)鋁企業(ye)蒸汽需(xu)要計量(liàng)點在 8~10個(gè)左右，且(qie)一般均(jun1)爲過熱(re)蒸汽，數(shù)學模式(shì)爲二 元(yuán)函數，因(yin)此🔞,設計(jì)時需✔️要(yào)考慮壓(ya)力、溫度(du)雙補償(chang)。
3.1 工藝參(can)數的選(xuǎn)擇
設計(jì)選型時(shí)要考慮(lü)的因素(sù)包括：流(liú)量參數(shù)範圍、壓(yā)🏒力參數(shù)範📱圍、溫(wēn)度參數(shù)範圍，以(yǐ)流量選(xuǎn)通徑。同(tong)時遵循(xún)如👣下原(yuán)則：
（1）最高(gao)壓力情(qing)況下考(kǎo)慮最小(xiao)流量是(shi)否在該(gai)通徑的(de)🐆工作範(fàn)圍之内(nei)；
（2）最低壓(yā)力情況(kuàng)下考慮(lǜ)最大流(liu)量是否(fou)超出該(gāi)通徑的(de)工㊙️作範(fàn)圍☔之内(nei)；
   另外，最(zui)高溫度(dù)對應脈(mo)沖輸出(chū)時應考(kao)慮發生(sheng)體寬度(dù)的膨脹(zhàng)系👄數，工(gong)況溫度(dù)條件下(xia)的流量(liàng)系數Kt：

其(qí)中：T爲工(gōng)況溫度(du)；K爲标準(zhǔn)流量系(xi)數（一般(bān)在儀表(biao)銘牌上(shang)💋）。
3.2 通徑的(de)選擇
設(shè)計選型(xíng)時，考慮(lǜ)到減少(shǎo)壓力損(sǔn)失，在進(jìn)行蒸汽(qì)計🔴量時(shi)，對流📧量(liang)下限有(you)一定要(yao)求，要根(gēn)據蒸汽(qi)流量的(de)大小來(lái)選取流(liú)量計的(de)通徑，而(er)不能根(gen)據原管(guǎn)道内徑(jing)來選取(qǔ)流量✊計(ji)通徑。蒸(zheng)汽流㊙️量(liang)計通徑(jìng)選擇可(kě)以采用(yong)查表法(fǎ)及計算(suàn)驗證。
查(chá)表法即(jí)是在産(chan)品樣本(ben)上，根據(jù)工況壓(yā)力下蒸(zhēng)汽可❓測(cè)流🚶量☎️範(fan)圍表查(cha)取流量(liàng)通徑；然(rán)後計算(suàn)驗證流(liu)速、雷諾(nuo)數是否(fǒu)在一定(ding)範圍内(nei)。
（1）流速計(ji)算：蒸汽(qì)流速範(fan)圍一般(ban)2m/s~60m/s，最高應(ying)＜80m/s。

其中：V爲(wèi)流速；
Q爲(wèi)體積流(liu)量：D爲流(liu)量計通(tōng)徑。（2）雷諾(nuò)數計算(suan)法：①最低(dī)流量📧時(shí)的♻️雷諾(nuò)數不得(de)小于5000；②保(bǎo)證精度(dù)最低流(liú)量時的(de)雷諾🈲數(shu)不得小(xiao)于20000。Re》

其中(zhōng)：V爲流速(su)；ρ爲密度(dù)；μ介質黏(nian)度；D爲流(liu)量計通(tong)徑。當然(rán)有的産(chǎn)✔️品♉能提(ti)供計算(suàn)機選型(xing)軟件，直(zhi)接把相(xiang)關工藝(yì)參數輸(shu)入，就能(neng)得📱到理(lǐ)想的結(jié)果。
3.3 注意(yi)事項
（1）選(xuǎn)擇信号(hao)輸出時(shi)建議使(shi)用脈沖(chong)（頻率）輸(shu)出方式(shi)，如果要(yào)求輸出(chū)電流信(xìn)号，轉換(huan)過程将(jiāng)喪失±0.2%~0.4%精(jīng)度。
（2）在氧(yǎng)化鋁企(qi)業中，蒸(zhēng)汽的溫(wen)度一般(ban)都大于(yú)150℃，建議采(cai)用分體(ti)型👨‍❤️‍👨渦📱街(jie)流量計(ji)，另外一(yī)定要考(kǎo)慮溫度(du)和壓㊙️力(li)補償問(wèn)💁題。
4 安裝(zhuang)要求
在(zai)氧化鋁(lü)企業蒸(zhēng)汽測量(liàng)過程中(zhōng)，被測蒸(zheng)汽具有(yǒu)穩定流(liu)态是保(bao)證渦街(jie)流量計(jì)準确測(cè)量的前(qián)提條件(jiàn)，要使渦(wō)街流量(liàng)🏒計的測(ce)量值更(gèng)穩定、準(zhǔn)确，安裝(zhuang)時需注(zhù)意以✔️下(xià)幾點。
（1）安(ān)裝确保(bao)傳感器(qì)銘牌上(shàng)的箭頭(tóu)指向與(yu)流體流(liu)向一緻(zhì)✏️。
（2）安裝建(jian)議遵循(xún)直管段(duan)的要求(qiú)，見表2，當(dāng)現場無(wú)法滿足(zú)直管段(duàn)要求時(shí)，建議采(cǎi)用與渦(wo)街流量(liang)計配套(tào)的流量(liang)鎮流器(qì)。

（3）安裝傳(chuan)感器避(bì)開振動(dong)源或者(zhe)在振動(dòng)較小的(de)地方，遠(yuan)離大功(gong)率用電(dian)設備。
（4）安(ān)裝帶焊(han)接時要(yao)注意搭(dā)鐵的位(wei)置，防止(zhi)壓電晶(jing)片的損(sǔn)壞，一般(ban)要件焊(hàn)左搭左(zuo)，焊右搭(da)右。
5 常見(jian)問題及(ji)注意事(shi)項
5.1 無流(liú)量有信(xin)号
   首先(xian)檢測判(pan)斷是否(fǒu)有振動(dong)，如有輕(qīng)微振動(dong)，處理方(fang)法是🛀外(wai)部💯機械(xie)消振措(cuò)施，如用(yong)橡膠軟(ruan)接頭，橡(xiang)膠軟墊(nian)等消振(zhen)，用支架(jià)固定管(guǎn)道；或者(zhe)是根據(ju)産品說(shuō)明🤞書調(diao)整參數(shu)設置，消(xiāo)除🔴振動(dong)。如嚴重(zhong)振動，則(zé)是更改(gai)🐉流量計(ji)安裝位(wei)置、加🚶‍♀️固(gù)管線、流(liu)量計前(qian)後加軟(ruan)連接。
   其(qí)次檢測(cè)判斷是(shi)否有50Hz工(gong)頻幹擾(rao)通常采(cǎi)用頻率(lǜ)計測量(liàng)或電流(liu)值計算(suan)方法。這(zhe)裏介紹(shào)電流值(zhi)計算方(fang)法，計算(suàn)公式（8）：

   如(rú)果計算(suàn)出的結(jie)果是或(huò)者接近(jin)50Hz，可采取(qǔ)保證轉(zhuan)換器的(de)外🈚殼接(jiē)地螺釘(ding)可靠接(jiē)地或者(zhě)把整個(gè)轉換器(qi)浮地。
5.2 有(you)流量無(wú)信号
   首(shou)先檢測(ce)接線是(shì)否正确(que)，供電電(diàn)源的電(diàn)壓等級(jí)是否符(fú)合要求(qiu)，電源極(ji)性是否(fou)接正确(que)，分體式(shì)的還要(yào)檢測專(zhuān)用電纜(lan)是否連(lian)接正确(que)，再有就(jiu)是檢查(chá)發生體(ti)、轉換器(qi)是否損(sun)壞。其次(ci)判斷實(shi)際工藝(yi)蒸汽流(liú)量是否(fou)太小💰，判(pàn)斷方法(fa)是在靠(kào)近流量(liang)計的管(guǎn)道旁有(yǒu)規律地(di)連續敲(qiāo)擊,無論(lùn)何種型(xing)号的流(liu)量計均(jun)會出現(xian)流量顯(xiǎn)示☁️。處理(li)辦法就(jiu)是更換(huàn)通徑小(xiǎo)一些的(de)流量計(jì)或在工(gong)藝條件(jian)允許的(de)情況下(xià)加大流(liu)量。
5.3 流量(liang)不穩定(ding)
   現場觀(guān)察流量(liang)計安裝(zhuang)時墊片(pian)是否同(tóng)心或伸(shēn)人管道(dào)✂️，工藝管(guǎn)道🐪是否(fou)符合表(biao)2氧化鋁(lǚ)企業安(ān)裝要求(qiú)或者産(chan)品說明(ming)書🏒的最(zui)大要求(qiu)。處理辦(bàn)法就是(shi)正确選(xuǎn)用配套(tao)墊片并(bing)正确裝(zhuang)配，更改(gǎi)流量計(ji)安裝位(wèi)置或加(jiā)流量鎮(zhen)☂️流器。
6 小(xiao)結
   渦街(jiē)流量計(ji)是基于(yú)線性連(lián)續方程(chéng)原理進(jìn)行測量(liàng)的新型(xíng)流量計(jì)，因具有(yǒu)良好的(de)介質适(shi)應能力(lì)，是節流(liú)式流量(liang)計的理(lǐ)想替代(dài)産品。它(tā)可以測(cè)量氧化(huà)鋁企業(yè)高低壓(yā)蒸⭐汽，在(zai)氧化鋁(lü)行♋業中(zhōng)廣泛應(yīng)用。但隻(zhi)🚶‍♀️有在正(zhèng)确設計(jì)、正确選(xuan)型以及(ji)正确安(an)裝的條(tiao)件下才(cai)能保證(zhèng)其測量(liang)準确穩(wěn)定，爲降(jiang)低氧化(hua)鋁能源(yuán)消耗發(fā)揮其應(ying)有的作(zuò)用。

 

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