拜(bai)耳法生(sheng)産氧化(hua)鋁過程(cheng)中，蒸汽(qi)是氧化(hua)鋁企業(ye)運行中(zhong)的重要(yao)能源，用(yong)于加熱(re)苛性鈉(na)溶液與(yu)鋁土礦(kuang)石，同時(shi)也用于(yu)加熱濃(nong)縮分解(jie)後的母(mu)液。據統(tong)計蒸汽(qi)消耗占(zhan)氧化鋁(lü)能源成(cheng)本的40%~60%。對(dui)于氧化(hua)鋁企業(ye)，蒸💁汽消(xiao)耗成爲(wei)企業成(cheng)本的重(zhong)要組成(cheng)部分，在(zai)氧化鋁(lü)企業的(de)發展和(he)生存中(zhong)起着決(jue)定性因(yin)素。
1 氧化(hua)鋁生産(chan)中蒸汽(qi)消耗分(fen)布及目(mu)前的現(xian)狀
   在拜(bai)耳法氧(yang)化鋁生(sheng)産中，工(gong)藝綜合(he)能耗主(zhu)要由蒸(zheng)汽、電力(li)💃、水、壓🧑🏽‍🤝‍🧑🏻縮(suo)空氣和(he)燃料組(zu)成，其中(zhong)蒸汽是(shi)氧化鋁(lü)生産的(de)主要能(neng)源消耗(hao)指标之(zhi)一，汽耗(hao)的高低(di)直接反(fan)映這個(ge)企☔業的(de)生産管(guan)理✍️和駕(jia)馭生産(chan)的能力(li)。以某一(yi)氧化鋁(lü)爲例，工(gong)藝綜合(he)能耗約(yue)15.72GJ/t-Al2O3，蒸汽約(yue)占42%，其中(zhong)蒸汽由(you)高壓蒸(zheng)汽和低(di)壓蒸汽(qi)兩部分(fen)組成。表(biao)1爲♊某氧(yang)化鋁企(qi)❌業💚高低(di)壓蒸汽(qi)消耗點(dian)。以表1爲(wei)例，氧化(hua)鋁企業(ye)蒸汽需(xu)要計量(liang)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(ya)力也不(bu)盡🔞相同(tong)。

   目前，在(zai)氧化鋁(lü)企業蒸(zheng)汽計量(liang)儀表通(tong)常采用(yong)兩大類(lei)，一類是(shi)🐅基于伯(bo)努力方(fang)程原理(li)的，如差(cha)壓孔闆(pan)﹑音速噴(pen)嘴、阿牛(niu)巴、德爾(er)塔巴、平(ping)衡式等(deng)，在這類(lei)儀表中(zhong)，又以 差(cha)壓孔闆(pan)流量計(ji) 、 阿牛巴(ba)流量計(ji) 、德爾塔(ta)巴占比(bi)較多；另(ling)一類是(shi)基于線(xian)性連續(xu)方程🐇原(yuan)♋理的👅，如(ru)㊙️渦流量(liang)計、質量(liang)流量計(ji)，由于質(zhi)量流量(liang)計價格(ge)㊙️昂貴，且(qie)高溫狀(zhuang)态下精(jing)度喪失(shi)，故而又(you)多以渦(wo)流量計(ji) 計量爲(wei)主。

   基于(yu)伯努力(li)方程原(yuan)理的蒸(zheng)汽計量(liang)儀表，其(qi)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(zhong)存在着(zhe)介質蒸(zheng)汽的密(mi)度🌍ρf，因此(ci)，計量儀(yi)表的标(biao)定在氧(yang)化鋁企(qi)業中是(shi)個很麻(ma)煩而且(qie)往往不(bu)準确的(de)，一般生(sheng)産廠大(da)都采🈲用(yong)水标定(ding)，這種方(fang)法标定(ding)出來的(de)精度🤩，不(bu)代表測(ce)量蒸汽(qi)的精度(du)。另一方(fang)面由于(yu)方🔞程式(shi)（1）中還有(you)一個氣(qi)體的膨(peng)脹系數(shu)τ，對于不(bu)同的蒸(zheng)汽，不同(tong)的壓力(li)，不同🌈的(de)溫度條(tiao)件下的(de)膨脹系(xi)數都不(bu)盡相同(tong)，因此☎️，即(ji)使用壓(ya)縮空氣(qi)進行标(biao)定出來(lai)的精度(du)也不代(dai)表測量(liang)🔞蒸汽的(de)精度。
2 渦(wo)街流量(liang)計工作(zuo)原理
渦(wo)街流量(liang)計是基(ji)于線性(xing)連續方(fang)程原理(li):

   在這個(ge)公式（2）中(zhong)有2個函(han)數，一個(ge)是流體(ti)流速v，另(ling)一個是(shi)斯特勞(lao)哈💃爾數(shu)St，而斯特(te)勞哈爾(er)數St是雷(lei)諾數Re的(de)函數，當(dang)雷諾💁數(shu)Re到達20000後(hou)，斯特勞(lao)哈爾數(shu)St就是一(yi)個常數(shu)。當渦街(jie)🔴流量計(ji)測量發(fa)生體形(xing)狀固定(ding)，迎流面(mian)寬度就(jiu)一定，這(zhe)樣一來(lai)，頻率僅(jin)僅取決(jue)于流體(ti)流速，是(shi)線性連(lian)續方程(cheng)，通過圖(tu)1示渦街(jie)流量計(ji)測量模(mo)型推導(dao)😄，得到流(liu)量計量(liang)♻️方程式(shi)（3）：


   渦街流(liu)量計是(shi)基于線(xian)性連續(xu)方程原(yuan)理，隻要(yao)雷諾數(shu)大于20000，測(ce)量與流(liu)體的性(xing)質無關(guan)，與密度(du)、黏度等(deng)均無關(guan)。用水💃🏻标(biao)定出來(lai)的流量(liang)系數同(tong)樣适用(yong)于蒸汽(qi)計量，在(zai)常溫下(xia)标定出(chu)的流量(liang)系數同(tong)樣适用(yong)于低溫(wen)和高溫(wen)蒸汽。這(zhe)樣，渦街(jie)流量計(ji)更能适(shi)應氧化(hua)鋁企業(ye)内高低(di)壓、不同(tong)溫度蒸(zheng)汽計量(liang)的需求(qiu)。

K爲流量(liang)系數，含(han)義是每(mei)升流量(liang)由幾個(ge)脈沖表(biao)示，即是(shi)P/L，經❓過✊公(gong)式變換(huan)，實際運(yun)用中的(de)渦街流(liu)量計計(ji)算公式(shi)（4）：

   一般，渦(wo)街流量(liang)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(shi)每個生(sheng)産廠都(dou)要對每(mei)一台流(liu)量計進(jin)行标定(ding)，就是爲(wei)✔️了檢驗(yan)制造誤(wu)差。但不(bu)管這個(ge)數是什(shi)麽數，标(biao)定合格(ge)了的流(liu)量系數(shu)就是正(zheng)确計量(liang)的常數(shu)，适用于(yu)不🧑🏽‍🤝‍🧑🏻同工(gong)況狀态(tai)的蒸汽(qi)。
   另外要(yao)注意，從(cong)公式（4）可(ke)以看出(chu)，渦街流(liu)量計隻(zhi)能測流(liu)體的工(gong)況體積(ji)方，質量(liang)方和标(biao)準體積(ji)方是根(gen)據密度(du)或壓力(li)溫度換(huan)算出來(lai)的。
3 氧化(hua)鋁生産(chan)中蒸汽(qi)計量設(she)計選型(xing)
   以表1爲(wei)例，氧化(hua)鋁企業(ye)蒸汽需(xu)要計量(liang)點在 8~10個(ge)左右，且(qie)一⚽般均(jun)爲過熱(re)蒸汽，數(shu)學模式(shi)爲二 元(yuan)函數，因(yin)此,設計(ji)📱時需要(yao)考慮壓(ya)力、溫👈度(du)雙補償(chang)。
3.1 工藝參(can)數的選(xuan)擇
設計(ji)選型時(shi)要考慮(lü)的因素(su)包括：流(liu)量參數(shu)範圍、壓(ya)力參數(shu)範🏃🏻圍、溫(wen)度參數(shu)範圍，以(yi)流量選(xuan)通徑。同(tong)時遵循(xun)如下原(yuan)則：
（1）最高(gao)壓力情(qing)況下考(kao)慮最小(xiao)流量是(shi)否在該(gai)通徑的(de)☔工作範(fan)圍🔞之内(nei)；
（2）最低壓(ya)力情況(kuang)下考慮(lü)最大流(liu)量是否(fou)超出該(gai)通徑的(de)🤞工作範(fan)圍之内(nei)；
   另外，最(zui)高溫度(du)對應脈(mo)沖輸出(chu)時應考(kao)慮發生(sheng)體寬度(du)的膨脹(zhang)系數，工(gong)況溫度(du)條件下(xia)的流量(liang)系數Kt：

其(qi)中：T爲工(gong)況溫度(du)；K爲标準(zhun)流量系(xi)數（一般(ban)在儀表(biao)銘牌上(shang)）。
3.2 通徑的(de)選擇
設(she)計選型(xing)時，考慮(lü)到減少(shao)壓力損(sun)失，在進(jin)行蒸汽(qi)計量🌈時(shi)✂️，對流量(liang)下限有(you)一定要(yao)求，要根(gen)據蒸汽(qi)流量的(de)大小來(lai)選取流(liu)量計的(de)通徑，而(er)不能根(gen)據原管(guan)道内徑(jing)來選取(qu)流量計(ji)通徑。蒸(zheng)汽流量(liang)計通🌍徑(jing)選擇可(ke)以采用(yong)查表法(fa)及計算(suan)驗證。
查(cha)表法即(ji)是在産(chan)品樣本(ben)上，根據(ju)工況壓(ya)力下蒸(zheng)汽可測(ce)流量範(fan)圍表查(cha)取流量(liang)通徑；然(ran)後計算(suan)驗證流(liu)❌速、雷諾(nuo)數是否(fou)✉️在一定(ding)範圍内(nei)。
（1）流速計(ji)算：蒸汽(qi)流速範(fan)圍一般(ban)2m/s~60m/s，最高應(ying)＜80m/s。

其中：V爲(wei)流速；
Q爲(wei)體積流(liu)量：D爲流(liu)量計通(tong)徑。（2）雷諾(nuo)數計算(suan)法：①最低(di)流量時(shi)的雷諾(nuo)數不得(de)小于5000；②保(bao)證精度(du)最低流(liu)量時的(de)雷諾🔞數(shu)不得小(xiao)于20000。Re》

其中(zhong)：V爲流速(su)；ρ爲密度(du)；μ介質黏(nian)度；D爲流(liu)量計通(tong)徑。當然(ran)有的産(chan)🌍品能提(ti)供計算(suan)機選型(xing)軟件，直(zhi)接把相(xiang)關工藝(yi)參數輸(shu)入，就能(neng)得❄️到理(li)🧑🏽‍🤝‍🧑🏻想的結(jie)果。
3.3 注意(yi)事項
（1）選(xuan)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(yao)求輸出(chu)電流信(xin)号，轉換(huan)過程将(jiang)喪失±0.2%~0.4%精(jing)度。
（2）在氧(yang)化鋁企(qi)業中，蒸(zheng)汽的溫(wen)度一般(ban)都大于(yu)150℃，建議采(cai)用分💃🏻體(ti)型渦🚶‍♀️街(jie)流量計(ji)，另外一(yi)定要考(kao)慮溫度(du)和壓力(li)補償問(wen)🈲題。
4 安裝(zhuang)要求
在(zai)氧化鋁(lü)企業蒸(zheng)汽測量(liang)過程中(zhong)，被測蒸(zheng)汽具有(you)穩定流(liu)态是保(bao)證渦街(jie)流量計(ji)準确測(ce)量的前(qian)提條件(jian)🤩，要使渦(wo)街流量(liang)計的測(ce)量值更(geng)穩定、準(zhun)确，安裝(zhuang)時需注(zhu)意以下(xia)幾點💚。
（1）安(an)裝确保(bao)傳感器(qi)銘牌上(shang)的箭頭(tou)指向與(yu)流體流(liu)向一♊緻(zhi)。
（2）安裝建(jian)議遵循(xun)直管段(duan)的要求(qiu)，見表2，當(dang)現場無(wu)法滿㊙️足(zu)直管段(duan)要求時(shi)，建議采(cai)用與渦(wo)街流量(liang)計配套(tao)的流量(liang)鎮流☀️器(qi)。

（3）安裝傳(chuan)感器避(bi)開振動(dong)源或者(zhe)在振動(dong)較小的(de)地方，遠(yuan)🔞離大功(gong)率用電(dian)設備。
（4）安(an)裝帶焊(han)接時要(yao)注意搭(da)鐵的位(wei)置，防止(zhi)壓電晶(jing)片的損(sun)👣壞，一般(ban)🏃🏻‍♂️要件焊(han)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(liu)量有信(xin)号
   首先(xian)檢測判(pan)斷是否(fou)有振動(dong)，如有輕(qing)微振動(dong)，處理方(fang)法是外(wai)🔱部機械(xie)消振措(cuo)施，如用(yong)橡膠軟(ruan)接頭，橡(xiang)膠軟墊(nian)等消振(zhen)，用支架(jia)固定管(guan)道；或者(zhe)是根據(ju)産品說(shuo)明書調(diao)整參數(shu)設置，消(xiao)除振動(dong)。如嚴重(zhong)振動，則(ze)是更改(gai)流量計(ji)安裝位(wei)置、加固(gu)管線、流(liu)量計前(qian)後✂️加軟(ruan)連接✊。
   其(qi)次檢測(ce)判斷是(shi)否有50Hz工(gong)頻幹擾(rao)通常采(cai)用頻率(lü)計測量(liang)或電流(liu)✉️值計算(suan)方法。這(zhe)裏介紹(shao)電流值(zhi)計算方(fang)法，計算(suan)公式（8）：

   如(ru)果計算(suan)出的結(jie)果是或(huo)者接近(jin)50Hz，可采取(qu)保證轉(zhuan)換器的(de)外殼接(jie)😄地螺釘(ding)可靠接(jie)地或者(zhe)把整個(ge)轉換器(qi)浮地。
5.2 有(you)流量無(wu)信号
   首(shou)先檢測(ce)接線是(shi)否正确(que)，供電電(dian)源的電(dian)壓等級(ji)是✉️否符(fu)合要求(qiu)，電源極(ji)性是否(fou)接正确(que)，分體式(shi)的還要(yao)檢測專(zhuan)用電纜(lan)是否🚶‍♀️連(lian)接正确(que)，再有就(jiu)是檢查(cha)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(liu)量是否(fou)太小😍，判(pan)斷方法(fa)是在靠(kao)近流量(liang)計的管(guan)道旁有(you)規律地(di)連續敲(qiao)擊,無論(lun)何🏃🏻種型(xing)号的流(liu)量計均(jun)會出✍️現(xian)流量顯(xian)示📧。處理(li)辦法就(jiu)是更🍓換(huan)通徑小(xiao)一些的(de)流量計(ji)或在工(gong)藝條件(jian)允許的(de)情況下(xia)加大流(liu)量。
5.3 流量(liang)不穩定(ding)
   現場觀(guan)察流量(liang)計安裝(zhuang)時墊片(pian)是否同(tong)心或伸(shen)人管道(dao)，工藝管(guan)道是否(fou)符合表(biao)2氧化鋁(lü)企業安(an)裝要求(qiu)或者産(chan)品說明(ming)書的最(zui)大要求(qiu)。處理辦(ban)法就是(shi)正确選(xuan)用配套(tao)墊片并(bing)正确裝(zhuang)🙇‍♀️配，更改(gai)流量計(ji)安裝位(wei)置或加(jia)流量鎮(zhen)流器。
6 小(xiao)結
   渦街(jie)流量計(ji)是基于(yu)線性連(lian)續方程(cheng)原理進(jin)行測量(liang)的🥵新💘型(xing)流量計(ji)，因具有(you)良好的(de)介質适(shi)應能力(li)，是節流(liu)式流量(liang)☂️計的理(li)想替代(dai)産品。它(ta)可以測(ce)量氧化(hua)鋁企業(ye)高低壓(ya)蒸汽，在(zai)氧化鋁(lü)行業中(zhong)廣泛應(ying)用。但隻(zhi)有在正(zheng)确🈲設計(ji)、正确選(xuan)型以及(ji)🥵正确安(an)裝👄的條(tiao)件下才(cai)能保證(zheng)其‼️測量(liang)準确穩(wen)定，爲降(jiang)低氧化(hua)鋁能源(yuan)消耗發(fa)揮其應(ying)有的作(zuo)用。

 

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