摘要：焦化(hua)廠在外供(gòng)煤氣管道(dao)上安裝
插(cha)入式渦街(jiē)流量計
,經(jing)嚴格的參(cān)數設置,投(tou)入使用。與(yǔ)
孔闆流量(liang)計
和羅茨(cí)流量計相(xiàng)比,在流速(sù)大于5m/s時渦(wō)街流量計(jì)
的精度較(jiào)高,并具有(yǒu)測量範圍(wei)寬,安裝、維(wéi)修方便,清(qīng)🥵洗、維護費(fèi)用低等特(tè)點。
随着我(wǒ)國城市煤(méi)氣的不斷(duan)發展,一些(xie)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(méi)氣計量問(wen)題變得比(bǐ)較突出,對(dui)煤氣計量(liang)的精度要(yao)求也越來(lái)越高。過去(qu)一般采用(yòng)差壓流量(liang)裝置,80年代(dai)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(biāo)準孔闆、
差(chà)壓變送器(qi)
、開方器及(jí)比例積算(suan)器組成,是(shi)目前應用(yong)比較廣泛(fàn)的流量🈲計(jì)量方法之(zhī)一,它具有(you)結構簡單(dān)、使用壽命(ming)長等優點(diǎn),目前已形(xing)成了标準(zhǔn)化和系列(lie)化。焦化廠(chǎng)外供煤氣(qì)在1985年以前(qián)一直采用(yong)孔闆流量(liàng)計進行焦(jiao)✌️爐煤氣的(de)計量,在實(shi)際應用中(zhong)發現有以(yǐ)下不足:(1)因(yīn)煤氣爲濕(shi)氣體,冬季(jì)保溫不好(hao)時孔闆🧑🏽🤝🧑🏻易(yì)凍,影響計(ji)🌂量裝置正(zhèng)常工作。(2)焦(jiāo)爐煤氣中(zhong)成分複雜(za),含有焦油(yóu)、萘等多種(zhong)雜質,長🎯期(qī)使用📐會使(shǐ)孔闆孔徑(jing)結污變小(xiao),銳邊被髒(zang)物複蓋,直(zhí)🔅接影響計(jì)量精度。另(ling)外導壓管(guǎn)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(xiao)型焦化廠(chǎng)在設計中(zhōng)沒有考慮(lü)補償問題(tí)。因此,冬夏(xia)兩季♻️測量(liang)誤差較大(da)。(4)孔闆流量(liàng)⚽計适💞用于(yu)穩定、連續(xu)工作。其量(liàng)👉程比爲1∶3。(5)孔(kong)闆流量計(jì)至少每年(nian)🔞要清洗一(yi)次,清洗時(shi)必須停産(chǎn)。對于一些(xiē)👨❤️👨大管道拆(chai)裝相當困(kùn)難,中小型(xíng)企業難以(yǐ)具備孔闆(pan)裝配能力(lì),有的一安(an)裝而訂終(zhōng)身,難以滿(mǎn)足計量要(yào)求。
2渦街流(liu)量計
2.1渦街(jie)流量計的(de)工作原理(li)
渦街流量(liang)計屬于流(liu)體振動式(shi)流量計,在(zài)管道内紊(wěn)🐉亂流🌈動的(de)介❤️質撞到(dào)非線性擋(dǎng)體(發生器(qi))上,擋體的(de)形狀和紊(wen)流速度是(shi)兩個決定(dìng)參數。當流(liú)體流經擋(dang)體時,在擋(dǎng)體兩🤩側交(jiao)替地分離(li)出漩渦🈚,形(xíng)成“卡門渦(wō)街現象”見(jiàn)圖1。卡門渦(wō)😄街的頻率(lü)與流速成(cheng)正比。在流(liú)💛體中插入(rù)柱狀物體(ti)時頻率與(yu)流體流速(su)的關系可(ke)用式(1)表示(shì):
式中f——漩渦(wō)頻率;V——管道(dao)内平均流(liú)速;d——柱狀擋(dǎng)體迎流面(miàn)寬度♈;D——流☎️體(ti)所在管道(dao)内徑;St——斯特(te)羅哈爾數(shù),在雷諾數(shù)104～106範圍内爲(wei)無量綱常(cháng)數。
由式1可(ke)見,通過測(cè)量渦街頻(pín)率,就可算(suan)出流速V,再(zài)由流速求(qiu)出流量Q。當(dāng)漩渦在柱(zhu)體兩側産(chan)生時,柱體(ti)受☎️到與👌流(liú)向🈲垂直的(de)交變升力(li)的作用,升(shēng)力的變化(hua)頻率就是(shì)漩渦頻率(lǜ)。利用埋設(shè)在柱體内(nèi)的壓電檢(jian)測原件測(cè)出升力的(de)變化,将升(shēng)力的變化(huà)轉❗爲電的(de)頻🔞率信号(hao),輸送到轉(zhuan)換器,再❌進(jin)行放大和(hé)整形,形成(cheng)頻率與電(dian)流成正比(bi)的模拟電(dian)壓🧑🏽🤝🧑🏻或電流(liu)可以進行(háng)瞬時指示(shi)或☂️累和計(ji)💚算,見圖2。
2.2渦(wō)街流量計(jì)的特點
渦(wo)街流量計(ji)的特點是(shi):(1)渦街流量(liang)計體積小(xiǎo),重量輕,安(ān)⛷️裝方❌便🔞,可(kě)以不停産(chan)安裝、拆卸(xiè)、清洗和維(wéi)修。(2)測量範(fàn)圍寬,量程(chéng)比可達1∶10,幾(jǐ)乎不受介(jiè)質溫度、壓(yā)力、密度🙇♀️的(de)影響🌈。可以(yi)測🍓量空氣(qì)、氧氣、煤氣(qì)、蒸汽、水和(hé)低粘度的(de)其他流體(tǐ)。測量時✨氣(qi)體流速💔應(ying)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(dié)加到漩渦(wo)分離頻率(lǜ)上,這将使(shi)測量結果(guǒ)不準确,在(zai)小流量時(shí)幹擾特别(bié)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(huà)廠三組六(liù)六型焦爐(lu),向棗莊市(shi)供應煤氣(qi)10萬m3/d。2026年1月💁在(zai)外供煤氣(qi)管道上帶(dai)壓不停産(chan)安裝了雙(shuang)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(kou)焊接到參(can)數設置調(diao)試完成僅(jin)用3h。
3.2現場調(diao)試
3.2.1儀表常(chang)數的計算(suan)儀表出廠(chǎng)時已給出(chu)了探頭插(chā)入🙇🏻管道中(zhong)心的😘儀表(biao)常數,安裝(zhuang)時隻需按(àn)現場實際(ji)條件換算(suan)成儀表流(liú)量常數KQ即(ji)可。爲此,需(xū)進行流場(chang)修🏃🏻正和阻(zu)塞修正換(huàn)算:
KQ=KV/TUA(2)
式中KQ——儀(yí)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(àn)下式計算(suan):
式中θ——管道(dao)内平均突(tū)出物高度(dù),mm;Re——雷諾準數(shù),Re=354×10-3qDV;q——體積流量(liang),m3/s;V——工作💛狀态(tài)下介質的(de)運動粘度(du),m2/s。
阻塞修正(zheng)系數U按下(xià)式計算:
式(shì)中d——插入杆(gǎn)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(liu)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(tài)下的溫度(du)。
3.2.3K′Q值的換算(suan)
測量煤氣(qì)時,需要把(bǎ)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(cháng)數進行溫(wen)度壓力修(xiū)正:
式中P——使(shǐ)用狀态下(xia)的壓力,Pa;T——使(shi)用狀态下(xià)的溫度,℃。
根(gen)據上述計(ji)算值設置(zhi)流量計積(ji)算儀的常(cháng)數開關。
4對(duì)比标定
氣(qì)源廠、煤氣(qi)公司和儀(yí)表制造廠(chang)三家共同(tóng)對渦街、孔(kǒng)闆、羅茨☂️三(sān)種流量計(jì)進行了對(duì)比标定。三(san)種儀表的(de)安裝位置(zhi)見圖3,标定(ding)數據見表(biǎo)。
從計量裝(zhuang)置的角度(du)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(kǒng)闆流量計(ji)高。從表中(zhōng)看出流速(sù)低于🌈5m/s時羅(luo)茨表計量(liàng)值高于渦(wo)街和孔闆(pǎn)流量計,說(shuo)明渦街和(he)孔闆流量(liàng)計在流速(sù)低時計量(liàng)值偏低。高(gao)流速時渦(wō)街流量計(ji)的量值大(da)于羅茨流(liu)量計的顯(xian)示值,說明(ming)渦街流量(liàng)計在流速(su)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(qián)有幹脫設(shè)備,煤氣中(zhōng)的一些雜(za)質,已被過(guò)濾,再加上(shang)閥門的洩(xiè)💰漏,因此,羅(luó)❄️茨表計量(liang)值低于渦(wō)✏️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(duì)比和數據(jù)分析表明(ming),在流👌量正(zhèng)常💋情況下(xia),渦街流量(liàng)計精度比(bǐ)孔闆高。在(zài)低流速或(huò)間斷供氣(qì)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(yin)拆裝👉、檢修(xiū)而影響生(shēng)産。
5.3在煤氣(qi)溫度較低(di)時,渦街探(tàn)頭易結萘(nai)及髒物,實(shí)際使用✔️時(shi)應加以注(zhù)意。
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