渦(wo)街流量(liang)計 的工(gong)作原理(li)、選型注(zhu)意事項(xiàng)及安裝(zhuāng)要求，分(fen)析渦街(jie)流量計(jì)在氧化(hua)鋁生産(chǎn)蒸汽計(jì)量使用(yong)過程中(zhōng)的常見(jian)問🥵題及(ji)相應對(dui)策。
　　拜耳(ěr)法生産(chǎn)氧化鋁(lü)過程中(zhong)，蒸汽是(shi)氧化鋁(lü)企業運(yùn)行中的(de)重要能(neng)源，用于(yú)加熱苛(kē)性鈉溶(róng)液與鋁(lǚ)土礦石(shí)，同時也(yě)用于加(jiā)熱🔱濃縮(suō)分解後(hòu)的母液(yè)。據統計(ji)蒸汽消(xiao)耗占氧(yǎng)化鋁能(neng)源成本(běn)的40%~60%。對于(yú)氧化鋁(lü)企業，蒸(zhēng)汽消耗(hao)成爲企(qǐ)業成本(běn)的重要(yào)組成部(bù)分，在氧(yǎng)化鋁企(qǐ)業的發(fā)展🌈和生(sheng)存中起(qǐ)💚着決定(dìng)性因素(sù)。
1氧化鋁(lǚ)生産中(zhōng)蒸汽消(xiāo)耗分布(bu)及目前(qian)的現狀(zhuàng)
　　在拜耳(er)法氧化(hua)鋁生産(chǎn)中，工藝(yì)綜合能(néng)耗主要(yao)由蒸汽(qì)、電☁️力、水(shui)、壓🛀🏻縮空(kōng)氣和燃(ran)料組成(cheng)，其中蒸(zhēng)汽是氧(yǎng)化鋁生(shēng)産的✏️主(zhǔ)要能源(yuan)消耗指(zhi)标之一(yi)，汽耗的(de)高低直(zhi)接反映(ying)這個企(qi)業的生(sheng)産管理(lǐ)和駕馭(yù)生産的(de)能力。
　　以(yi)某一氧(yǎng)化鋁爲(wei)例，工藝(yi)綜合能(neng)耗約15.72GJ/t-Al2O3，蒸(zhēng)汽約占(zhan)42%，其中🤩蒸(zhēng)🈲汽♈由高(gāo)壓蒸汽(qi)和低壓(yā)蒸汽兩(liǎng)部分組(zu)成。表1爲(wèi)某氧化(huà)鋁企業(ye)高低壓(ya)蒸汽消(xiāo)耗點。
　　以(yǐ)表1爲例(lì)，氧化鋁(lü)企業蒸(zheng)汽需要(yao)計量點(diǎn)一般在(zai)8~10個，用汽(qì)量從♋3.5~206t/h不(bú)等，溫度(du)和壓力(li)也不盡(jin)相同。
　　目(mu)前，在氧(yang)化鋁企(qi)業蒸汽(qi)計量儀(yí)表通常(cháng)采用兩(liang)大類，一(yī)類是基(ji)于伯努(nǔ)力方程(cheng)原理的(de)，如 差壓(yā)孔闆流(liú)量計 ﹑音(yin)速噴嘴(zui)、 阿牛巴(bā)流量計(jì) 、德爾塔(ta)巴、平衡(héng)式等，在(zai)這類儀(yi)表中，又(yòu)以差壓(yā)孔闆、阿(a)牛巴👣、德(de)🈲爾塔巴(ba)占比較(jiào)多；另一(yī)類是基(jī)于線性(xìng)連🏃🏻‍♂️續方(fāng)程原理(li)的，如渦(wō)流量計(jì)、質量流(liu)量計，由(yóu)于質量(liang)🌍流量計(jì)價格昂(ang)⛹🏻‍♀️貴，且高(gao)溫狀态(tai)🍓下精度(du)喪失，故(gu)而又🥰多(duō)以渦流(liú)🔞量計計(jì)量爲主(zhu)。

基于伯(bó)努力方(fāng)程原理(lǐ)的蒸汽(qi)計量儀(yí)表，其流(liú)量計量(liàng)♍方程💘式(shì)爲（1）：

其中(zhōng)：
Qf爲工況(kuàng)體積流(liu)量；
P爲差(chà)壓；
ρf爲工(gōng)況下介(jie)質密度(du)；
σ爲流量(liang)系數；
k與(yu)介質黏(nián)度加工(gong)精度有(you)關系數(shù)；
τ爲介質(zhì)膨脹系(xì)數。
　　公式(shi)（1）說明，一(yi)方面由(yóu)于方程(chéng)式中存(cun)在着介(jie)質蒸汽(qì)的密度(dù)ρf，因此，計(ji)量儀表(biao)的标定(ding)在氧化(hua)鋁企業(ye)中是⭐個(ge)很麻煩(fán)🤩而且往(wǎng)往不準(zhǔn)确的，一(yī)般生産(chan)廠大都(dōu)采用水(shuǐ)标定，這(zhè)種🌈方法(fa)标定出(chu)來🆚的精(jing)度☁️，不代(dài)表測量(liàng)蒸汽的(de)精度。另(ling)一方❓面(miàn)由于方(fang)程式（1）中(zhong)還有一(yī)個氣📧體(tǐ)的膨脹(zhàng)系數τ，對(duì)于不同(tóng)的蒸汽(qi)，不同的(de)壓力，不(bú)同🌂的溫(wēn)度條件(jiàn)下的膨(péng)脹系數(shu)都不盡(jìn)相同，因(yīn)此，即使(shǐ)用壓縮(suō)空氣進(jìn)行标定(ding)出來的(de)精度也(yě)不代表(biǎo)測量蒸(zheng)💘汽的精(jīng)度。
2渦街(jie)流量計(ji)工作原(yuán)理
渦街(jie)流量計(jì)是基于(yu)線性連(lian)續方程(chéng)原理:

其(qi)中：
St斯特(tè)勞哈爾(er)數，無量(liàng)綱；
v介質(zhì)流速；
f頻(pín)率Hz/S；
d迎流(liu)面寬度(du)。
　　在這個(gè)公式（2）中(zhōng)有2個函(hán)數，一個(ge)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(tè)勞哈爾(ěr)數St是雷(lei)諾數Re的(de)函數，當(dāng)雷諾數(shù)Re到🤟達20000後(hòu)，斯特勞(lao)哈爾數(shu)St就是一(yī)個常數(shu)。當渦街(jiē)流量計(jì)測量發(fa)💔生體形(xing)狀固定(dìng)，迎流面(mian)寬度就(jiu)一定，這(zhè)樣一來(lai)，頻🔞率僅(jǐn)僅取㊙️決(jué)于流體(tǐ)流速，是(shi)線🏃🏻性連(lian)續方程(cheng)，通過圖(tu)1示渦街(jiē)流量計(jì)測量模(mo)型推導(dao)✂️，得到流(liú)量計量(liàng)方程式(shi)（3）：

　　其中：St斯(sī)特勞哈(ha)爾數，無(wu)量綱；f頻(pin)率Hz/S；D流量(liàng)計通徑(jing)；d迎流面(mian)寬度。
　　渦(wō)街流量(liàng)計是基(ji)于線性(xìng)連續方(fang)程原理(lǐ)，隻要雷(léi)諾數大(dà)于20000，測量(liàng)與流體(tǐ)的性質(zhì)無關，與(yu)密度、黏(nian)度等均(jun)無關。用(yong)水标定(dìng)出來☀️的(de)流量系(xì)數同樣(yang)适用于(yu)蒸汽計(jì)量，在常(chang)溫下标(biāo)定出🌐的(de)流量系(xì)數同樣(yàng)适用于(yú)低溫和(hé)高溫蒸(zheng)汽。這樣(yàng)，渦街流(liu)量計更(geng)能适應(ying)氧化鋁(lǚ)企業内(nèi)高低壓(ya)、不同溫(wen)度蒸汽(qì)計量的(de)需求。

　　K爲(wei)流量系(xi)數，含義(yì)是每升(shēng)流量由(you)幾個脈(mo)沖表示(shì)，即是P/L，經(jing)過公式(shì)🐕變換，實(shi)際運用(yong)中的渦(wo)街流量(liàng)計計算(suàn)公式（4）：

　　一(yī)般，渦街(jie)流量計(ji)的流量(liàng)系數，其(qí)實在設(she)計時就(jiu)已經定(ding)下來了(le)，但是每(mei)個生産(chǎn)廠都要(yào)對每一(yī)台流量(liang)🔞計進行(hang)标定，就(jiù)🤞是爲了(le)檢驗制(zhì)造誤差(chà)。但不管(guǎn)這個數(shu)是什麽(me)數，标定(dìng)合格了(le)的流量(liàng)系數就(jiù)是正确(que)計量的(de)常數，适(shì)用于不(bu)同工況(kuang)狀🍓态的(de)蒸汽。
　　另(ling)外要注(zhù)意，從公(gong)式（4）可以(yi)看出，渦(wō)街流量(liang)計隻能(neng)測流體(tǐ)🌈的工🏃🏻況(kuàng)體積方(fang)，質量方(fāng)和标準(zhun)體積方(fāng)是根據(ju)密度或(huo)壓力溫(wen)度換算(suan)出㊙️來的(de)。
3氧化鋁(lǚ)生産中(zhōng)蒸汽計(jì)量設計(ji)選型
　　以(yi)表1爲例(li)，氧化鋁(lü)企業蒸(zhēng)汽需要(yào)計量點(dian)在8~10個左(zuo)右，且⛷️一(yi)般均爲(wei)👨‍❤️‍👨過熱蒸(zheng)汽，數學(xué)模式爲(wèi)二元函(hán)數，因此(ci),設計時(shí)需要考(kao)慮壓力(lì)、溫度雙(shuāng)補償。
3.1工(gōng)藝參數(shu)的選擇(zé)
　　設計選(xuǎn)型時要(yào)考慮的(de)因素包(bāo)括：流量(liang)參數範(fàn)圍、壓🈲力(li)參🔱數範(fàn)圍、溫度(du)參數範(fàn)圍，以流(liú)量選通(tong)徑。同時(shí)遵循如(rú)下原則(zé)：
（1）最高壓(ya)力情況(kuàng)下考慮(lü)最小流(liu)量是否(fǒu)在該通(tōng)徑的工(gong)🥰作範圍(wei)之🚩内；
（2）最(zuì)低壓力(li)情況下(xia)考慮最(zuì)大流量(liang)是否超(chāo)出該通(tōng)徑☂️的👌工(gong)作範圍(wéi)之内；
另(ling)外，最高(gāo)溫度對(dui)應脈沖(chòng)輸出時(shí)應考慮(lǜ)發生體(tǐ)寬度的(de)膨脹系(xi)數，工況(kuàng)溫度條(tiao)件下的(de)流量系(xì)數Kt：

其中(zhong)：
T爲工況(kuang)溫度；K爲(wei)标準流(liu)量系數(shù)（一般在(zai)儀表銘(míng)牌上）。
3.2通(tong)徑的選(xuan)擇
　　設計(jì)選型時(shí)，考慮到(dao)減少壓(ya)力損失(shi)，在進行(háng)蒸汽計(jì)🤞量時，對(dui)流量下(xià)限有一(yī)定要求(qiú)，要根據(ju)蒸汽流(liu)量的大(da)小來選(xuan)取流量(liang)計的通(tōng)⭐徑，而不(bu)能根據(ju)原管道(dào)内徑來(lai)選取流(liú)量計通(tong)徑.
　　蒸汽(qì)流量計(jì)通徑選(xuǎn)擇可以(yi)采用查(chá)表法及(ji)計算驗(yàn)證♍。
　　查表(biǎo)法即是(shì)在産品(pǐn)樣本上(shang)，根據工(gōng)況壓力(li)下蒸汽(qì)✉️可✨測流(liú)量範㊙️圍(wei)表查取(qǔ)流量通(tōng)徑；然後(hòu)計算驗(yàn)證流速(sù)、雷諾數(shu)是否🈲在(zai)一定範(fan)圍内。
（1）流(liú)速計算(suàn)：蒸汽流(liu)速範圍(wei)一般2m/s~60m/s，最(zuì)高應＜80m/s。

其(qi)中：V爲流(liú)速；Q爲體(tǐ)積流量(liàng)：D爲流量(liang)計通徑(jing)。
（2）雷諾數(shù)計算法(fa)：①最低流(liú)量時的(de)雷諾數(shu)不得小(xiǎo)于5000；②保證(zhèng)精度最(zuì)低流量(liàng)時的雷(léi)諾數不(bú)得小于(yú)20000。

　　其中：V爲(wèi)流速；ρ爲(wei)密度；μ介(jiè)質黏度(du)；D爲流量(liang)計通徑(jìng)。
　　當然有(yǒu)的産品(pin)能提供(gòng)計算機(ji)選型軟(ruǎn)件，直接(jiē)把相關(guān)工藝參(cān)💔數♌輸入(ru)，就能得(de)到理想(xiang)的結果(guo)。
3.3注意事(shi)項
（1）選擇(ze)信号輸(shū)出時建(jian)議使用(yong)脈沖（頻(pin)率）輸出(chu)方式，如(rú)果要求(qiu)輸出電(dian)流信号(hào)，轉換過(guo)程将喪(sang)失±0.2%~0.4%精度(du)。
（2）在氧化(hua)鋁企業(yè)中，蒸汽(qi)的溫度(dù)一般都(dōu)大于150℃，建(jiàn)議采用(yòng)分體型(xíng)渦❤️街流(liu)量計，另(lìng)外一定(ding)要考慮(lǜ)溫度和(he)壓力補(bu)償問⛷️題(tí)。
4安裝要(yào)求
　　在氧(yang)化鋁企(qi)業蒸汽(qì)測量過(guo)程中，被(bèi)測蒸汽(qi)具有穩(wěn)定流态(tài)是🈲保證(zheng)渦街流(liu)量計精(jing)确測量(liàng)的前提(tí)條件，要(yào)使渦街(jie)流量💘計(ji)的測量(liàng)🌍值更穩(wěn)定、準确(què)，安裝時(shí)需注意(yì)以下幾(ji)點💰。
（1）安裝(zhuang)确保傳(chuan)感器銘(míng)牌上的(de)箭頭指(zhǐ)向與流(liu)體流向(xiàng)一🔞緻。
（2）安(ān)裝建議(yi)遵循直(zhi)管段的(de)要求，見(jian)表2，當現(xiàn)場無法(fa)滿足直(zhi)管段要(yao)求時，建(jian)議采用(yòng)與渦街(jie)流量計(ji)配套的(de)流量鎮(zhen)流器。
表(biao)2氧化鋁(lǚ)企業蒸(zhēng)汽計量(liang)上下遊(you)特殊情(qíng)況前後(hòu)直🏃‍♂️

（3）安裝(zhuang)傳感器(qì)避開振(zhèn)動源或(huo)者在振(zhen)動較小(xiǎo)的地方(fāng)，遠離大(da)功率用(yong)電設備(bèi)。
（4）安裝帶(dài)焊接時(shi)要注意(yì)搭鐵的(de)位置，防(fáng)止壓電(dian)晶片的(de)損壞，一(yi)般要件(jiàn)焊左搭(dā)左，焊右(you)搭右。
5常(cháng)見問題(tí)及注意(yi)事項
5.1無(wú)流量有(you)信号
　　首(shou)先檢測(ce)判斷是(shi)否有振(zhen)動，如有(yǒu)輕微振(zhen)動，處理(lǐ)方法是(shì)外部機(ji)✏️械消振(zhen)措施，如(rú)用橡膠(jiao)軟接頭(tóu)，橡膠軟(ruǎn)墊等消(xiao)振，用支(zhī)架固定(ding)管道；或(huò)者是根(gen)據産品(pǐn)說明書(shū)調整參(cān)數設置(zhi)，消除振(zhen)動。如嚴(yan)重振動(dong)，則是更(geng)改流量(liang)計安🐉裝(zhuāng)位置、加(jia)固管線(xiàn)、流量計(jì)前後加(jia)軟連接(jie)。
　　其次檢(jian)測判斷(duàn)是否有(yǒu)50Hz工頻幹(gan)擾通常(cháng)采用頻(pin)率計測(ce)量或♍電(dian)流值計(jì)算方法(fa)。這裏介(jiè)紹電流(liu)值計算(suan)方法，計(jì)算公式(shi)（8）：

其中：
Qf體(ti)積方m3/h；Qm質(zhì)量方Kg/h；ρ工(gōng)況密度(du)Kg/m3；Kt儀表流(liú)量系統(tong).
如果計(jì)算出的(de)結果是(shì)或者接(jie)近50Hz，可采(cai)取保證(zheng)轉換🔞器(qì)的外殼(ke)🐇接地螺(luó)釘可靠(kao)接地或(huò)者把整(zheng)個轉換(huan)器浮地(dì)♊。
5.2有流量(liang)無信号(hao)
　　首先檢(jiǎn)測接線(xiàn)是否正(zheng)确，供電(diàn)電源的(de)電壓等(deng)級是否(fou)符合♋要(yao)求，電源(yuan)極性是(shì)否接正(zhèng)确，分體(ti)式的還(hai)要檢測(ce)🐕專用電(diàn)纜是否(fǒu)🔞連接正(zheng)确，再有(yǒu)就是檢(jiǎn)查發生(sheng)體、轉換(huàn)器是否(fou)損壞。
　　其(qí)次判斷(duan)實際工(gong)藝蒸汽(qi)流量是(shi)否太小(xiǎo)，判斷方(fang)法是在(zài)🈲靠近流(liú)量計的(de)管道旁(páng)有規律(lǜ)地連續(xu)敲擊,無(wú)論何種(zhong)型号的(de)流量☁️計(ji)均會出(chū)現流量(liang)顯示。處(chu)理辦法(fa)就是更(geng)換通徑(jing)小一些(xiē)的流量(liàng)計或💔在(zai)工藝條(tiao)件😄允許(xǔ)的情況(kuang)下加大(dà)🌐流量。
5.3流(liú)量不穩(wěn)定
　　現場(chǎng)觀察流(liu)量計安(an)裝時墊(niàn)片是否(fǒu)同心或(huo)伸人管(guan)道，工藝(yì)管道是(shì)否符合(hé)表2氧化(huà)鋁企業(ye)安裝要(yào)求或者(zhe)産品說(shuo)明書的(de)最🈲大要(yao)求。處理(lǐ)辦法就(jiù)是正确(que)選用配(pei)套墊片(pian)并正确(que)裝配，更(geng)改流量(liang)計安裝(zhuang)位置或(huò)加流量(liang)鎮流器(qì)。
6小結
　　渦(wo)街流量(liang)計是基(jī)于線性(xìng)連續方(fang)程原理(li)進行測(cè)量的新(xīn)型🔴流量(liàng)計，因具(ju)有良好(hǎo)的介質(zhi)适應能(néng)力，是節(jie)流式流(liú)量計的(de)理想替(tì)代産品(pǐn)。它可以(yǐ)測量氧(yang)化鋁企(qǐ)業高低(di)壓蒸汽(qì)，在氧化(huà)鋁行業(ye)中廣泛(fàn)應用。但(dan)隻有在(zai)正确設(she)計、正确(què)選型以(yi)及正确(que)安裝🤩的(de)條件下(xia)才能保(bǎo)證其測(cè)量準确(què)穩定，爲(wèi)降低氧(yǎng)化鋁能(neng)源消耗(hao)發揮其(qi)應有的(de)作用。

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