摘(zhai)要:鋼鐵(tie)企業的(de)煤煙氣(qi)管網的(de)現場工(gong)況條件(jian)複雜⛱️。爲(wei)了安裝(zhuang)流量計(ji)并獲得(de)流量計(ji)在工沉(chen)條件下(xia)的線性(xing)度🥵和精(jing)度等☀️級(ji)，采用模(mo)拟流量(liang)分析方(fang)法,針對(dui)蓄熱式(shi)闆坯加(jia)熱爐煤(mei)煙管路(lu)的實際(ji)工況條(tiao)件,選取(qu)一種對(dui)稱多孔(kong)孔闆差(cha)壓式流(liu)量計 ,對(dui)煤煙管(guan)路進行(hang)數字化(hua)分析和(he)工況标(biao)定，從而(er)确定流(liu)量計的(de)具體安(an)裝位置(zhi)，得到工(gong)業環境(jing)下流量(liang)😍計的實(shi)際線性(xing)誤差🤟和(he)精度等(deng)級，實現(xian)煤煙的(de)計量。
引(yin)言
　　流量(liang)計量對(dui)工業生(sheng)産非常(chang)重要,廣(guang)泛應用(yong)于工農(nong)業生産(chan)😍、科🌂學🧡研(yan)究、國防(fang)建設以(yi)及生活(huo)等諸多(duo)領域川(chuan)。經🐉過流(liu)量計⭐量(liang)儀表可(ke)👉以真實(shi)的反映(ying)出成本(ben),對實行(hang)企🌈業能(neng)源☀️管理(li)減低能(neng)源消耗(hao)有✉️着重(zhong)大的作(zuo)用。鋼鐵(tie)企業的(de)煤氣🌂管(guan)網主要(yao)存在上(shang)下遊直(zhi)管段不(bu)充足、煤(mei)氣中含(han)有少量(liang)粉塵雜(za)質等🌈問(wen)題。煤氣(qi)由✨于其(qi)組分比(bi)較複雜(za)，且顆粒(li)狀和粘(zhan)稠狀雜(za)質較多(duo)，造成煤(mei)氣的流(liu)量檢測(ce)比較困(kun)難。多孔(kong)孔闆型(xing)
　　流量計(ji)是一種(zhong)新型的(de)壓差式(shi)流量計(ji)，其結構(gou)簡單且(qie)能量損(sun)失低，因(yin)而被用(yong)于化工(gong)、核能、環(huan)境控制(zhi)系🤟統等(deng)領域中(zhong)的流量(liang)⛱️測量,多(duo)孔孔闆(pan)流量計(ji)在流量(liang)🌈檢測時(shi)🈲,所測介(jie)質在通(tong)過多孔(kong)🚩節流整(zheng)流器的(de)同時進(jin)行流體(ti)整流，誠(cheng)小節流(liu)裝置後(hou)形成的(de)渦流,形(xing)成較穩(wen)定的紊(wen)流，從而(er)使引壓(ya)管路能(neng)夠獲取(qu)到較穩(wen)定的差(cha)壓信号(hao)間。所以(yi)，多孔孔(kong)闆既能(neng)平衡調(diao)整流🛀🏻場(chang),又能降(jiang)低渦流(liu)損失”。其(qi)中的對(dui)稱⛹🏻‍♀️多孔(kong)孔闆差(cha)壓式流(liu)量計可(ke)有效提(ti)高計量(liang)精度,具(ju)有⭐壓力(li)損失小(xiao)、流出系(xi)數高、适(shi)應性好(hao)等特點(dian)。但由于(yu)缺乏相(xiang)對完🐪整(zheng)的結構(gou)參數設(she)計和性(xing)能優化(hua)設計準(zhun)則的相(xiang)關🍓指導(dao),在一定(ding)程度上(shang)限制了(le)對稱多(duo)孔孔闆(pan)差壓式(shi)流量💃計(ji)的應用(yong)範圍。對(dui)于🌈未安(an)裝🈲流量(liang)計的煤(mei)煙管路(lu),按照實(shi)際流體(ti)介質的(de)現狀來(lai)🈲有針對(dui)性選取(qu)合适的(de)流量計(ji)量儀表(biao)凹,并運(yun)用模拟(ni)流量的(de)分析方(fang)✍️法來确(que)定流量(liang)計的安(an)裝位置(zhi),從而有(you)🏒效降低(di)不利影(ying)響，保證(zheng)計量結(jie)果的正(zheng)确率。
　　以(yi)鋼廠未(wei)安裝流(liu)量計的(de)蓄熱式(shi)闆坯加(jia)熱爐煤(mei)煙管路(lu)爲🔱例,根(gen)據管路(lu)的現場(chang)工況和(he)管路内(nei)的氣流(liu)分布情(qing)況,選用(yong)一種對(dui)稱多孔(kong)孔闆差(cha)壓式流(liu)量計進(jin)行計量(liang),通過數(shu)字化分(fen)析與工(gong)況标♍定(ding)對比，從(cong)而🔞确定(ding)流量計(ji)的具體(ti)安裝位(wei)置，提高(gao)煤煙計(ji)量的精(jing)度,爲生(sheng)産能🏃‍♀️源(yuan)有效調(diao)度和能(neng)耗核算(suan)奠定的(de)基礎。
1闆(pan)坯加熱(re)爐煤煙(yan)管路現(xian)場工況(kuang)
　　蓄熱式(shi)闆坯加(jia)熱爐煤(mei)煙管路(lu)圖如圖(tu)1所示，管(guan)路是從(cong)總管✔️出(chu)來後，經(jing)一個彎(wan)頭和直(zhi)管段後(hou)，再經過(guo)一個同(tong)🐇面彎💰頭(tou)。直管段(duan)上有一(yi)個蝶閥(fa)，蝶閥部(bu)分縮頸(jing)。由圖1可(ke)知，該蓄(xu)👣熱式闆(pan)坯加熱(re)爐煤煙(yan)管路适(shi)于安裝(zhuang)流量計(ji)的直管(guan)段不足(zu)，受煤煙(yan)管段中(zhong)彎頭反(fan)蝶閥的(de)影響管(guan)道内易(yi)形成複(fu)雜流态(tai)流動的(de)情況，若(ruo)流量計(ji)安裝位(wei)置選擇(ze)不恰當(dang)💋，将會使(shi)流量計(ji)🙇🏻所得到(dao)的計量(liang)數據與(yu)煤煙的(de)實際流(liu)動情況(kuang)産生出(chu)入，從而(er)影響煤(mei)煙的計(ji)量精度(du)。
 
蓄熱式(shi)闆坯加(jia)熱爐煤(mei)煙管路(lu)現場工(gong)況基本(ben)參
數如(ru)下:
(1)介質(zhi):煤煙氣(qi);
(2)管道口(kou)徑:1220mm;
(3)管道(dao)壁厚:6mm;
(4)直(zhi)管道尺(chi)寸:閥前(qian)3500mm;閥長2200mm;閥(fa)後2100mm;
(5)壓力(li):-4kPa(G);
(6)溫度:150℃;
(7)密(mi)度:0.92kg/m3;
(8)粘度(du):2.47X10-5Pa.s;
(9)大流量(liang):26.010kg/s;
(10)常用流(liu)量:20.808kg/s;
(11)小流(liu)量:8.323kg/s。
2管路(lu)内氣流(liu)分布規(gui)律
　　對蓄(xu)熱式闆(pan)坯加熱(re)爐煤煙(yan)管路未(wei)安裝流(liu)量計的(de)情👅況進(jin)行了🛀數(shu)值模拟(ni)，用于分(fen)析管道(dao)内流體(ti)的流動(dong)狀态，确(que)定流量(liang)計的最(zui)佳安裝(zhuang)方案。數(shu)值模拟(ni)方法是(shi)研究流(liu)量🔆傳感(gan)器特性(xing)的有效(xiao)手段之(zhi)一，既可(ke)降低成(cheng)本，又可(ke)提高效(xiao)率凹。所(suo)以采用(yong)數值模(mo)拟的♍方(fang)法對煤(mei)煙管路(lu)進行分(fen)析，從而(er)得到管(guan)路内的(de)氣流分(fen)布規律(lü)。分析時(shi)，工況選(xuan)取📐爲正(zheng)常工況(kuang)(常用流(liu)量20.808kg/s)。圖2和(he)圖3爲蓄(xu)熱式闆(pan)坯🔅加熱(re)爐煤煙(yan)管路内(nei)截面💯上(shang)的速度(du)分布雲(yun)圖。
 
　　蝶閥(fa)前管路(lu)内煤煙(yan)的流動(dong)狀态較(jiao)蝶閥後(hou)的流動(dong)🥰狀态相(xiang)對🏃較好(hao)，因爲蝶(die)閥前管(guan)路内的(de)氣流分(fen)布情👄況(kuang)主♈要受(shou)❗上遊彎(wan)頭🔴的影(ying)響，而蝶(die)閥後管(guan)道内的(de)流場受(shou)上遊彎(wan)頭的影(ying)響、上遊(you)閥⁉️門的(de)影㊙️響、上(shang)遊漸擴(kuo)👌管與漸(jian)縮管的(de)影響，此(ci)外當閥(fa)門]變動(dong)時，閥後(hou)的流動(dong)狀态變(bian)化♌相對(dui)較大。所(suo)以應将(jiang)流量計(ji)安裝在(zai)蝶閥前(qian)的位置(zhi)。從圖2和(he)圖3可以(yi)看出，經(jing)過上遊(you)彎頭後(hou)⭐,煤煙管(guan)道🌂下方(fang)位置的(de)流速偏(pian)低些💁，上(shang)部流速(su)偏高些(xie)，整個橫(heng)截面速(su)度分布(bu)有一定(ding)的偏差(cha)🆚。從流動(dong)狀态上(shang)看,流量(liang)計的取(qu)壓💔點應(ying)取在與(yu)管道軸(zhou)向平行(hang)的管壁(bi)位置處(chu)。
 
3确定流(liu)量計安(an)裝位置(zhi)
　　流量計(ji)安裝位(wei)置選定(ding)的标準(zhun)是:所選(xuan)位置的(de)橫截面(mian)速度✏️分(fen)布盡可(ke)能均勻(yun),同時也(ye)要考慮(lü)流量計(ji)的安裝(zhuang)和流量(liang)計自身(shen)📞的特點(dian)。對稱流(liu)量計是(shi)-種對稱(cheng)多孔孔(kong)闆差壓(ya)式流量(liang)計,其設(she)計圖如(ru)圖4所示(shi)。其計量(liang)精度高(gao)、對直管(guan)段♉要求(qiu)較低，同(tong)時具有(you)防堵的(de)功💔效，适(shi)用于煤(mei)煙的流(liu)量計量(liang),所以選(xuan)用AB對稱(cheng)流量計(ji)來對蓄(xu)熱式闆(pan)坯加熱(re)爐煤煙(yan)管路的(de)流量進(jin)🈲行計🐕量(liang)。根據煤(mei)煙管路(lu)的實際(ji)工況條(tiao)件🐕、煤煙(yan)管路内(nei)氣💋流的(de)分布規(gui)律、安裝(zhuang)以及流(liu)量計的(de)特點♉，應(ying)避免彎(wan)📱頭、漸縮(suo)管及閥(fa)門處對(dui)于管道(dao)内流速(su)和壓力(li)的影響(xiang)。經過分(fen)析,該蓄(xu)熱式闆(pan)坯加熱(re)爐煤煙(yan)管路的(de)流🔴量計(ji)安裝位(wei)💯置距上(shang)遊彎頭(tou)中心的(de)距離爲(wei)2.1m。因介質(zhi)物性參(can)數無準(zhun)确的數(shu)值,差壓(ya)無特殊(shu)要求,因(yin)此選用(yong)常用的(de)開孔比(bi)0.65的AB對稱(cheng)流量計(ji)。
 
4安裝流(liu)量計後(hou)管路内(nei)的流動(dong)狀态及(ji)工況精(jing)度分析(xi)
　　工況選(xuan)取爲正(zheng)常工況(kuang)(常用流(liu)量20.808kg/s)。圖5爲(wei)安裝流(liu)量計後(hou)的蓄熱(re)🌈式闆坯(pi)加熱爐(lu)煤煙管(guan)路三維(wei)管道模(mo)型。圖6~9爲(wei)🈲蓄熱式(shi)闆坯加(jia)熱爐🌂煤(mei)煙管路(lu)内各截(jie)面速度(du)分布雲(yun)㊙️圖及縱(zong)截面速(su)度矢量(liang)❓圖。從圖(tu)6可以看(kan)出經過(guo)流量計(ji)後,速度(du)分布變(bian)爲很🔞有(you)規則。圖(tu)7和圖8分(fen)别爲煤(mei)煙管路(lu)流量計(ji)前0.5m處橫(heng)截面速(su)度分布(bu)雲圖與(yu)煤煙管(guan)路流🔞量(liang)計後0.5m處(chu)橫截面(mian)速度分(fen)布雲圖(tu)🔴，兩圖☁️對(dui)比同樣(yang)能表明(ming)經過流(liu)量計後(hou)橫截面(mian)_上的速(su)度♍分布(bu)相對規(gui)則。圖9爲(wei)⁉️煤煙管(guan)路縱截(jie)面速度(du)矢量圖(tu)，該圖展(zhan)示了流(liu)量計出(chu)口處的(de)流動狀(zhuang)态，在流(liu)量計🍉後(hou)隻是形(xing)成很小(xiao)的漩渦(wo)。所以,蓄(xu)熱式闆(pan)坯加熱(re)爐煤煙(yan)管路在(zai)選定位(wei)置安裝(zhuang)流量計(ji)後流量(liang)計的尾(wei)流流場(chang)能夠形(xing)成相對(dui)規則的(de)流動狀(zhuang)态,近而(er)保證對(dui)煤煙管(guan)🌐路進行(hang)正确計(ji)量。
 
　　分别(bie)對蓄熱(re)式闆坯(pi)加熱爐(lu)煤煙管(guan)路的相(xiang)應工況(kuang)條件即(ji)最大流(liu)量、常用(yong)流量和(he)最小流(liu)量用數(shu)字化分(fen)析技術(shu)進行🆚标(biao)定，獲得(de)蓄熱式(shi)闆坯加(jia)熱爐煤(mei)煙管路(lu)的流量(liang)計量精(jing)度分析(xi)數✊據如(ru)表1所示(shi)。從表1中(zhong)可看出(chu)流量計(ji)對于煙(yan)氣管路(lu)的計量(liang)線性度(du)高爲0.426%，精(jing)度等級(ji)較高爲(wei)0.5級。由此(ci)💃🏻可以說(shuo)明安🛀裝(zhuang)流量計(ji)能夠對(dui)煤煙管(guan)路進行(hang)準确計(ji)量。
 
5結論(lun)
(1)安裝流(liu)量計的(de)蓄熱式(shi)闆坯加(jia)熱爐煤(mei)煙管路(lu)内的流(liu)動分布(bu)相對不(bu)均勻,受(shou)煤煙管(guan)路中彎(wan)頭和蝶(die)閥的影(ying)響，橫截(jie)面.上部(bu)💃分區👌域(yu)流速波(bo)動較明(ming)顯，據流(liu)速分布(bu)特點，流(liu)量計取(qu)❄️壓點應(ying)選在與(yu)管路軸(zhou)向平行(hang)的管壁(bi)位置處(chu)。
(2)因煤煙(yan)管路直(zhi)管段不(bu)足及煤(mei)煙管路(lu)的實際(ji)工況條(tiao)件,選🚶擇(ze)一種對(dui)稱多孔(kong)孔闆差(cha)壓式流(liu)量計進(jin)行計量(liang)，同時結(jie)合管路(lu)中流體(ti)的流動(dong)狀态及(ji)所安裝(zhuang)流量計(ji)本身的(de)特點，确(que)定了流(liu)量計的(de)最佳安(an)裝位置(zhi)爲:距離(li)蓄熱式(shi)闆坯加(jia)熱爐煤(mei)煙管路(lu).上遊彎(wan)頭中心(xin).的距離(li)爲2.1m。
(3)通過(guo)數字化(hua)分析和(he)工況标(biao)定，獲得(de)了蓄熱(re)式闆坯(pi)加❄️熱爐(lu)煤煙管(guan)路_上流(liu)量計的(de)線性度(du)爲0.426%,精度(du)爲0.5級。

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