摘要：天然(ran)氣是一種多組(zǔ)分複雜的混合(hé)氣體,其流量的(de)計量過去采用(yòng)同心直角 孔闆(pan)差壓式流量計(jì) 測量方式,由于(yu)多種因素易引(yin)起測量誤差。從(cóng)智能型渦街流(liú)量計 簡單的工(gōng)作原理,使用實(shí)例介紹應用渦(wo)街流量計測量(liàng)天然氣流量,提(tí)高天然氣計量(liang)的精度。
1前言
　　合(he)成氨裝置進入(rù)生産界區的燃(rán)料氣和原料氣(qi)的流量♋測量,采(cǎi)用的流量計是(shi)節流元件爲标(biāo)準孔闆和均速(sù)流量管的差壓(ya)式流量計。由于(yú)天然氣是一種(zhǒng)複雜🌈的多組分(fèn)的氣🐆體混合物(wu),天然氣輸送中(zhong)夾帶的雜質和(he)水份,常常會造(zào)成孔闆結碳髒(zāng)物,均速流量管(guǎn)靜動壓孔堵塞(sāi),加之裝置本身(shen)的精度低,很🔱難(nán)使天然氣的流(liu)量測量準确可(kě)靠。
　　智能型渦街(jie)流量計(又稱漩(xuán)渦流量計),是一(yi)種新型🏃🏻‍♂️的.流量(liang)儀表,從70年代末(mo)出現至今,相維(wei)出現了熱敏式(shi)壓敏式應力式(shi)超聲式電容式(shi)等各種形式的(de)儀表,随着科學(xue)技術的日新月(yue)異,渦街流量計(jì)的發展速度也(yě)是非常驚人的(de)。
2渦街流量計測(cè)量原理及應用(yòng)
　　智能型渦街流(liu)量計是利用流(liú)體力學中卡門(men)渦街的原理制(zhi)作的一種儀表(biǎo),其原理如圖1,圖(tú)2所示,當在流體(ti)流動的管道中(zhōng)✊放入一個柱體(ti)障礙物(漩渦發(fā)👄生體)時🌈,在發生(sheng)體下遊的兩側(cè)就會交替地産(chǎn)生漩渦,這些漩(xuán)渦就是卡門漩(xuan)渦，也稱卡門渦(wo)街。對于 渦街流(liú)量計 ,在一定雷(lei)諾數範圍内(2×104~7×106)内(nei),下列方程成立(lì):
f=St×v/d
式中
f:發生體一(yi)側産生的卡門(mén)渦街頻率
St:斯特(tè)勞哈爾數(無量(liàng)綱數)
v:流體的流(liu)速
d:漩渦發生體(tǐ)的寬度

　　St的(de)值與漩渦發生(shēng)體寬度d和雷諾(nuò)數Re有關。當雷諾(nuò)數Re<2×106情況下,St爲😘變(bian)數;當Re在2×104~7×106的範圍(wei)内,St值基本保持(chí)不變,這段範圍(wéi)爲💞流量計的正(zheng)常測量範圍。在(zai)漩渦發生體寬(kuan)度d和斯特勞哈(hā)爾數🌈St爲定值時(shi),漩渦産生的頻(pín)率f與流體的平(píng)均流速V成正比(bi),因🏃🏻此,可以從漩(xuán)渦産生的頻率(lǜ)f求出流體的平(ping)均流速V。
　　由于漩(xuan)渦流量計的管(guan)道内插有漩渦(wō)發生體,因此在(zài)♻️漩🔅渦發生體處(chu)的流速與管道(dao)内其他部位的(de)平均流速不📧同(tóng),根據流體連續(xu)方程:Q=V1A1=V2A2
式中Q:通過(guo)流量計的流體(ti)流量
A1:流量計管(guǎn)道的載面積.
V1:流(liu)量計管道内流(liú)體的平均流速(sù)
A2:漩渦發生體處(chu)管道的截面積(jī)
V2:漩渦發生體處(chù)管道内流體的(de)平均流速
設:A2/A1=m
當(dāng)d/D<0.35時，可近似認爲(wèi):
m=1-1.25d/D
式中d:漩渦發生(shēng)體寬度
D:流量計(jì)管道内徑
整理(li)f=StV/d;Q=V;A2=V2A2；
m=1-1.25d/D;
得到:Q=πD2/4×1/St×d(1-1.25d/D)×f
令:K=1/[πrD2/4.1/St×d(1-1.25d/D)]
則:Q=f/k
式中(zhong):K爲流量計的流(liú)量系數,其物理(lǐ)意義是每升流(liu)體的脈沖數。
　　當(dāng)流量計的管道(dao)内徑D和漩渦發(fā)生體寬度d爲确(que)定❓值時🈲,K值随之(zhī)而确定。從Q=f/K可知(zhī):在一定的雷諾(nuo)數Re範圍内,流量(liang)Q與漩渦的頻率(lü)f成線性關系,隻(zhi)要測量出漩渦(wo)的頻率f就能👄求(qiú)得流過流量計(ji)管道流體的體(ti)積流量Q。漩渦流(liú)量計用一個有(you)壓電元件的傳(chuan)感器組件來測(ce)量交替作用于(yu)發📱生體的應力(li)⭐而産生的漩渦(wō)頻率f。
　　對渦街流(liú)量計的安裝要(yao)求,與一般 孔闆(pan)流量計 的安裝(zhuang)要求有許多相(xiàng)同,流體流向要(yao)與流量計标示(shì)一緻。夾持型渦(wō)街流量計,要把(bǎ)儀器的口徑對(duì)準鄰近管道的(de)内㊙️孔,這一點很(hěn)重要,否則将影(yǐng)響測量準确。安(ān)裝正确♊無誤後(hòu)🧑🏾‍🤝‍🧑🏼,将流量計的有(you)❓關參數設置好(hao),即可投入使用(yong)。YF100型(E型)YEQFLO(渦街流量(liang)計)是一種新穎(ying)的智能型流量(liàng)計,由于功能齊(qi)全,該儀表可用(yong)标準的遙控通(tong)信和現場本機(ji)通信,先進的通(tōng)信功能使你可(kě)通過控制室“CTM-XL”或(huo)“μXL”操作面闆,或用(yong)現場顯示器本(běn)機手持電腦終(zhōng)端(BT200)來監🔞控運行(háng)情況和設定參(can)數。一旦選定要(yào)測量的流體後(hòu),儀表所🈲要求的(de)僅僅是🔞實際需(xu)要的那些參數(shu),并且簡🔴單方便(bian)易操作。其主要(yào)參🥰數的設置如(ru)♉圖3所示。
　　從圖3中(zhong)可以看出,該流(liu)量計的測量流(liú)體可是液體、氣(qì)體😍和蒸汽,并且(qie)可作質量型流(liú)量測量,或工作(zuo)狀況下的體積(jī)流量測量與标(biao)準狀況下的體(ti)積流量測量。

　　工藝生産(chǎn)上已習慣于用(yòng)标準狀況下的(de)體積流量來操(cāo)作🈲和進行物料(liao)平衡計算，加之(zhi)天然氣這種多(duō)組分的氣體混(hùn)合物,質量🈲測量(liàng)中要求的介質(zhi)密度和粘度🧡非(fēi)常确切的數值(zhi)難于實現,在實(shí)際使用上采用(yong)了标準狀況氣(qi)體體積流量測(ce)量的方式。
　　流量(liàng)計的測量是基(jī)于Q=f/k公式,這裏Q是(shì)天然氣在實際(jì)工作㊙️壓力🐇和溫(wēn)度下的體積流(liú)量,換算.到标準(zhun)狀态下的體積(jī)流量應爲✨:
Q棟=P/Pn×(Tn+273.15)/(Tr+273.15)×QvK
　　這(zhè)是普遍應用的(de)測量方法,從上(shàng)式看,測量的累(lèi)積🌍是在一定工(gōng)💔作時間内的平(ping)均溫度和平均(jun)壓力折算到标(biao)準狀态下的體(tǐ)積,爲保證流量(liang)累積量的準确(què),必須進行在線(xiàn)實時溫度壓力(li)測量,是通過DCS内(nèi)部運算功能來(lai)實現其溫度壓(ya)力補償的,補償(cháng)方式爲:

3渦街流(liu)量計與差壓式(shì)流量計的比較(jiào)，
　　天然氣流量測(ce)量,過去全部采(cǎi)用的是孔闆取(qu)壓,近年選用了(le)渦街流量計測(cè)量天然氣流量(liang)，表2是渦街🚶流量(liàng)計與差壓式流(liu)量計的主要性(xing)能比較,同時表(biao)⚽明了爲什麽要(yào)選用渦街流量(liang)計來測✏️量天然(ran)氣，

　　智能型渦街(jiē)流量計結構簡(jian)單,檢測元件不(bú)接觸介質,可測(cè)腐蝕性、較髒介(jiè)質,無運動件,可(kě)靠性高,耐用性(xìng)強,使用命壽命(ming)長，基本上無需(xū)維護,在天然氣(qì)流量測量🌈上得(de)到了很好的應(yīng)用,大有全部取(qu)代孔闆✍️式差壓(yā)計測量天然氣(qì)的趨勢👨‍❤️‍👨。但天然(rán)氣😄是一種較爲(wei)複雜的多‼️組份(fèn)的氣體,引起測(ce)量誤差的因素(su)比㊙️較多。加之使(shi)🙇‍♀️用渦街流量計(jì)的⭐時間不長,需(xu)要收集有關數(shù)據,用大量的實(shí)際工作去驗證(zhèng)确定,積累經驗(yan),使渦街流量計(ji)在計量天然氣(qi)上更☁️加準确,更(geng)加完善,發揮其(qi)全部功能。

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