摘(zhai)要:針(zhen)對冶(ye)金工(gong)業煤(mei)氣在(zai)線流(liu)量測(ce)量裝(zhuang)置實(shi)際運(yun)行狀(zhuang)況,重(zhong)❤️點從(cong)地域(yu)環境(jing)、可測(ce)量介(jie)質适(shi)應性(xing)、測💛量(liang)裝置(zhi)的工(gong)藝技(ji)術要(yao)求、量(liang)程範(fan)圍、耐(nai)磨性(xing)、直管(guan)段要(yao)求、設(she)🌐備維(wei)護及(ji)節能(neng)等方(fang)面,探(tan)讨了(le)彎管(guan)流量(liang)計 與(yu)孔闆(pan)流量(liang)計 的(de)性能(neng)比較(jiao),爲工(gong)業煤(mei)氣測(ce)量計(ji)量設(she)備的(de)選型(xing)提供(gong)參考(kao)。
1.前言(yan)
　　冶金(jin)工業(ye)煤氣(qi)中含(han)有大(da)量的(de)粉塵(chen)、水、焦(jiao)油和(he)萘,測(ce)量計(ji)量冶(ye)💛金工(gong)業煤(mei)氣的(de)流量(liang)設備(bei)運行(hang)狀況(kuang)不好(hao),是國(guo)内外(wai)測量(liang)計量(liang)領域(yu)中公(gong)認的(de)難題(ti)。目前(qian),對冶(ye)金工(gong)業煤(mei)氣的(de)測量(liang)計量(liang),使用(yong)較多(duo)的是(shi)孔闆(pan)流量(liang)計、質(zhi)量流(liu)量計(ji)和渦(wo)節流(liu)量計(ji)✨。相比(bi)之下(xia)，孔闆(pan)流量(liang)計相(xiang)對穩(wen)定,使(shi)用也(ye)更爲(wei)廣泛(fan)。但是(shi),孔闆(pan)流量(liang)計在(zai)🛀使用(yong)過程(cheng)中🛀🏻因(yin)有大(da)量雜(za)質堆(dui)積,焦(jiao)油和(he)萘附(fu)着在(zai)孔闆(pan)流量(liang)♌計的(de)測量(liang)刀口(kou)上、導(dao)壓管(guan)上,易(yi)造成(cheng)堵塞(sai)㊙️及凍(dong)管現(xian)象。近(jin)年來(lai),彎管(guan)流量(liang)計在(zai)冶金(jin)工業(ye)煤氣(qi)計量(liang)中得(de)到應(ying)用,取(qu)得了(le)較好(hao)💚的使(shi)用效(xiao)果。對(dui)八鋼(gang)冶金(jin)工業(ye)煤氣(qi)流量(liang)計量(liang)❓中使(shi)用孔(kong)闆流(liu)量計(ji)和彎(wan)管流(liu)量計(ji)的🤟狀(zhuang)況進(jin)行分(fen)析,以(yi)供同(tong)行參(can)考。
2工(gong)作原(yuan)理
2.1彎(wan)管流(liu)量計(ji)的工(gong)作原(yuan)理
　　彎(wan)管流(liu)量計(ji)是一(yi)種差(cha)壓式(shi)流量(liang)計,其(qi)差壓(ya)的産(chan)生🌈是(shi)靠流(liu)🐪體流(liu)經彎(wan)管時(shi),由于(yu)彎管(guan)的約(yue)束和(he)彎管(guan)管👅壁(bi)的導(dao)流❗作(zuo)用,使(shi)流體(ti)在彎(wan)管内(nei)作近(jin)似于(yu)圓周(zhou)運動(dong)産生(sheng)慣性(xing)離心(xin)力,該(gai)離心(xin)力的(de)大小(xiao)與流(liu)體的(de)流🈲速(su)、流體(ti)質㊙️量(liang)(密度(du))以及(ji)做圓(yuan)周運(yun)動的(de)曲率(lü)半徑(jing)等因(yin)素有(you)關。在(zai)彎管(guan)的内(nei)側流(liu)速會(hui)逐步(bu)💜增大(da),而外(wai)側流(liu)速卻(que)逐步(bu)減🈲小(xiao),形成(cheng)了各(ge)個過(guo)流面(mian)的近(jin)似梯(ti)形速(su)度分(fen)布,這(zhe)種梯(ti)形分(fen)布狀(zhuang)态在(zai)彎管(guan)45°截面(mian)處達(da)到極(ji)限狀(zhuang)态。根(gen)據質(zhi)量守(shou)恒定(ding)律、能(neng)量守(shou)恒定(ding)律和(he)動量(liang)守恒(heng)定律(lü),流體(ti)在管(guan)🛀🏻道中(zhong)流動(dong)時,相(xiang)同過(guo)流斷(duan)面各(ge)元流(liu)質點(dian)的能(neng)量不(bu)變,各(ge)質點(dian)流速(su)的變(bian)化形(xing)成👅了(le)彎管(guan)内的(de)外側(ce)壓差(cha)△P,進而(er)方便(bian)地測(ce)量出(chu)管道(dao)内流(liu)體的(de)流速(su)和流(liu)量值(zhi)。彎管(guan)截面(mian)🌈流速(su)分布(bu)示意(yi)圖如(ru)圖1所(suo)示。
 
2.2孔(kong)闆流(liu)量計(ji)的工(gong)作原(yuan)理
　　當(dang)氣體(ti)流經(jing)管道(dao)内的(de)節流(liu)件闆(pan)片時(shi),流體(ti)在節(jie)流件(jian)闆片(pian)前後(hou)形成(cheng)壓差(cha),緻使(shi)氣體(ti)在管(guan)道内(nei)的流(liu)速增(zeng)加,靜(jing)壓力(li)下降(jiang)。氣體(ti)的流(liu)量增(zeng)大時(shi),産生(sheng)的壓(ya)差值(zhi)也随(sui)着增(zeng)大,根(gen)據流(liu)動連(lian)續性(xing)方程(cheng)(質量(liang)守恒(heng)定律(lü))和伯(bo)努力(li)方程(cheng)(能量(liang)守恒(heng)定律(lü)),測量(liang)出節(jie)流件(jian)闆🈲片(pian)差壓(ya)值的(de)大小(xiao)，計量(liang)出氣(qi)體流(liu)量值(zhi)。孔闆(pan)流量(liang)計🏃🏻測(ce)量原(yuan)理見(jian)圖2。
流(liu)量方(fang)程爲(wei)：
 
 
3.性(xing)能比(bi)較
　　在(zai)冶金(jin)工業(ye)煤氣(qi)測量(liang)計量(liang)中,彎(wan)管流(liu)量計(ji)較孔(kong)闆流(liu)♊量🤞計(ji)具✔️有(you)許多(duo)優越(yue)性。
3.1節(jie)能效(xiao)果好(hao)
　　彎管(guan)流量(liang)計因(yin)其獨(du)特的(de)測量(liang)原理(li),沒有(you)其他(ta)流量(liang)計必(bi)須具(ju)備🚶的(de)節流(liu)件或(huo)插入(ru)件,最(zui)大限(xian)度地(di)減低(di)了因(yin)計量(liang)檢測(ce)器具(ju)帶來(lai)的流(liu)體在(zai)管道(dao)内的(de)壓力(li)損失(shi),減🥵少(shao)了加(jia)壓設(she)備的(de)投入(ru)和加(jia)壓設(she)備的(de)電能(neng)消耗(hao)。由于(yu)孔闆(pan)流量(liang)計是(shi)利用(yong)對流(liu)體節(jie)流裝(zhuang)置施(shi)行節(jie).流産(chan)生的(de)差壓(ya)來測(ce)✌️量流(liu)體流(liu)量,流(liu)體在(zai)孔闆(pan)上存(cun)在壓(ya)力損(sun)失,因(yin)此使(shi)用時(shi)爲了(le)保證(zheng)孔闆(pan)♌流量(liang)計的(de)測量(liang)精度(du),在選(xuan)定孔(kong)闆流(liu)量計(ji)的工(gong)作壓(ya)差時(shi)都取(qu)高壓(ya)差值(zhi)。通常(chang)情況(kuang)下，該(gai)節流(liu)壓力(li)損失(shi)(稱爲(wei)不可(ke)恢複(fu)壓力(li)損失(shi))可達(da)孔闆(pan)運行(hang)流量(liang)下産(chan)生壓(ya)差值(zhi)的30%～70% (與(yu)孔闆(pan)的β值(zhi)有關(guan))。孔闆(pan)流量(liang)計壓(ya)力損(sun)失等(deng)損耗(hao)量用(yong)見表(biao)1。
 
3.2設備(bei)使用(yong)狀況(kuang)較好(hao)
　　冶金(jin)工業(ye)煤氣(qi)中，含(han)有大(da)量的(de)粉塵(chen)、水、焦(jiao)油和(he)萘,使(shi)很多(duo)流量(liang)測量(liang)計量(liang)設備(bei)不能(neng)正常(chang)工作(zuo)。彎管(guan)流量(liang)計的(de)特殊(shu)結構(gou)和導(dao)壓管(guan)⭕上的(de)三通(tong)閥可(ke)在正(zheng)常工(gong)作狀(zhuang)态下(xia)清除(chu)傳感(gan)器的(de)堵塞(sai)附着(zhe)物,實(shi)用便(bian)利,在(zai)現場(chang)試用(yong)4年來(lai)從未(wei)發生(sheng)堵塞(sai)👉現象(xiang)。
3.3彎管(guan)流量(liang)計結(jie)構簡(jian)單
　　彎(wan)管流(liu)量計(ji)的彎(wan)管傳(chuan)感器(qi),是一(yi)個90的(de)标準(zhun)彎管(guan),内部(bu)⭐沒有(you)🌈任何(he)節流(liu)件和(he)插入(ru)件,是(shi)測量(liang)元件(jian)中簡(jian)單實(shi)用的(de)測量(liang)件。随(sui)着機(ji)械加(jia)工業(ye)的快(kuai)速發(fa)展和(he)精度(du)高數(shu)控機(ji)床用(yong)于機(ji)械加(jia)工🚩業(ye),彎管(guan)🌈流量(liang)傳感(gan)器的(de)加工(gong)精度(du)不斷(duan)提高(gao),質量(liang)越✌️來(lai)越好(hao)。 彎管(guan)流量(liang)計的(de)直管(guan)段要(yao)求前(qian)5D,後2D,孔(kong)闆🌍流(liu)量計(ji)的直(zhi)管段(duan)要求(qiu)前10D,後(hou)5D。彎管(guan)流量(liang)計的(de)重複(fu)性好(hao),可👣達(da)0.2%。
3.4彎管(guan)流量(liang)計适(shi)應性(xing)強,量(liang)程範(fan)圍寬(kuan)
　　彎管(guan)流量(liang)計在(zai)高溫(wen)、高壓(ya)、沖擊(ji)、振動(dong)、潮濕(shi)、粉塵(chen)等惡(e)劣環(huan)境條(tiao)件❤️下(xia),優于(yu)孔闆(pan)流量(liang)計,震(zhen)動和(he)沖擊(ji)對彎(wan)管流(liu)量傳(chuan)☂️感器(qi)的正(zheng)常工(gong)作幾(ji)乎沒(mei)有影(ying)響,高(gao)溫、高(gao)壓對(dui)彎管(guan)流量(liang)🆚計來(lai)說💛隻(zhi)要采(cai)用與(yu)工藝(yi)管道(dao)相同(tong)的材(cai)質,就(jiu)可以(yi)解決(jue)😘。
　　彎管(guan)流量(liang)傳感(gan)器的(de)幾何(he)尺寸(cun)幾乎(hu)沒有(you)限制(zhi),管徑(jing)的大(da)📐小從(cong)幾♉十(shi)毫米(mi)到2n以(yi)上,隻(zhi)要彎(wan)管的(de)彎徑(jing)比符(fu)合規(gui)定要(yao)求,都(dou)⛹🏻‍♀️可以(yi)☁️做爲(wei)傳感(gan)器進(jin)行流(liu)量測(ce)量。
　　彎(wan)管流(liu)量計(ji)的設(she)計特(te)點最(zui)适合(he)在高(gao)溫、高(gao)壓狀(zhuang)态下(xia)(高溫(wen)蒸汽(qi)、高溫(wen)水)的(de)流量(liang)計量(liang),可降(jiang)低能(neng)源損(sun)耗👄,降(jiang)低🔴壓(ya)力損(sun)失👉,提(ti)高供(gong)熱效(xiao)率。
彎(wan)管流(liu)量計(ji)的量(liang)程比(bi)可達(da)10: 1,孔闆(pan)流量(liang)計的(de)量程(cheng)比一(yi)般爲(wei)35: 1.
3.5彎管(guan)流量(liang)傳感(gan)器的(de)耐磨(mo)性好(hao)
　　因彎(wan)管流(liu)量傳(chuan)感器(qi)的特(te)殊結(jie)構,内(nei)部沒(mei)有任(ren)何節(jie)✔️流件(jian)和插(cha)入件(jian),固彎(wan)管流(liu)量傳(chuan)感器(qi)幾乎(hu)不存(cun)在磨(mo)♋損,是(shi)保證(zheng)彎管(guan)流量(liang)計長(zhang)期運(yun)行精(jing)度不(bu)變的(de)重要(yao)⁉️條件(jian)。孔闆(pan)流量(liang)計入(ru)口邊(bian)緣尖(jian)🏃‍♀️銳度(du)對磨(mo)損十(shi)分敏(min)感,隻(zhi)要有(you)💋微量(liang)的磨(mo)損,就(jiu)會直(zhi)💋接影(ying)響到(dao)測量(liang)精度(du),在氣(qi)體的(de)長期(qi)高度(du)沖刷(shua)✨下,也(ye)會使(shi)孔闆(pan)開孔(kong)直角(jiao)入口(kou)的邊(bian)緣很(hen)快鈍(dun)化,使(shi)測量(liang)精度(du)系統(tong)發生(sheng)變化(hua)造成(cheng)誤差(cha)。
3.6彎管(guan)流量(liang)計安(an)裝方(fang)便,維(wei)護量(liang)小
　　彎(wan)管流(liu)量計(ji)具有(you)良好(hao)的耐(nai)磨性(xing),長期(qi)運行(hang)的穩(wen)定性(xing)和可(ke)在線(xian)進行(hang)清污(wu)等特(te)點,可(ke)采用(yong)直接(jie)焊接(jie)的方(fang)法進(jin)行安(an)裝,避(bi)免了(le)流量(liang)測量(liang)裝置(zhi)現場(chang)跑、冒(mao)、滴、漏(lou),令人(ren)頭痛(tong)的問(wen)題,降(jiang)低了(le)安裝(zhuang)費用(yong)。
　　由于(yu)彎管(guan)流量(liang)計一(yi)次測(ce)量件(jian)長期(qi)運行(hang)無磨(mo)損件(jian),大大(da)🐉降低(di)了維(wei)護費(fei)用,幾(ji)乎是(shi)免維(wei)護,一(yi)般可(ke)達到(dao)被測(ce)氣體(ti)管道(dao)🛀的使(shi)🔞用壽(shou)命。
　　孔(kong)闆流(liu)量計(ji)的插(cha)入件(jian)和節(jie)流件(jian)容易(yi)堵塞(sai),附着(zhe)髒物(wu),影響(xiang)測量(liang)正确(que)率。爲(wei)保證(zheng)孔闆(pan)流量(liang)計的(de)測量(liang)精度(du),必🌂須(xu)經常(chang)進行(hang)拆🧡除(chu)檢💚查(cha)清污(wu),這樣(yang)頻繁(fan)的拆(chai)裝、檢(jian)查、清(qing)污維(wei)修,在(zai)連續(xu)作業(ye)的冶(ye)金企(qi)業難(nan)以做(zuo)到,特(te)别是(shi)對在(zai)較大(da)管道(dao)上的(de)孔闆(pan)流量(liang)計就(jiu)更難(nan)以做(zuo)到,可(ke)見在(zai)工業(ye)煤氣(qi)計量(liang)中具(ju)有多(duo)種不(bu)确定(ding)因素(su)影響(xiang)測量(liang)誤🐆差(cha)。
 
3.7彎管(guan)流量(liang)計不(bu)易凍(dong)管
　　孔(kong)闆流(liu)量計(ji)的結(jie)構、工(gong)作原(yuan)理達(da)到的(de)測量(liang)精度(du),節流(liu)件起(qi)到了(le)決定(ding)性的(de)作用(yong)。節流(liu)件對(dui)氣體(ti)在管(guan)道的(de)流動(dong)具有(you)非常(chang)大👉的(de)阻力(li),一般(ban)隻能(neng)利用(yong)輸氣(qi)管道(dao).截面(mian)的1/3,大(da)量潮(chao)濕含(han)水的(de)氣體(ti)在節(jie)流件(jian)截面(mian)上形(xing)成了(le)大量(liang)的水(shui)珠,遇(yu)冷後(hou)結㊙️霜(shuang)、結凍(dong)堵管(guan)。爲解(jie)決💯煤(mei)氣供(gong)應的(de)凍管(guan)問題(ti),必須(xu)給每(mei)套孔(kong)闆加(jia)裝保(bao)溫伴(ban).熱裝(zhuang)置,來(lai)保證(zheng)新疆(jiang)地區(qu)5個月(yue)的冬(dong)季運(yun)行。表(biao)2爲孔(kong)闆流(liu)量計(ji)運行(hang)費用(yong)。
　　彎管(guan)流量(liang)計由(you)于特(te)殊結(jie)構和(he)安裝(zhuang)的多(duo)樣性(xing)(水平(ping)轉水(shui)平,水(shui)平轉(zhuan)垂直(zhi)向下(xia)，垂直(zhi)向下(xia)轉水(shui)平,垂(chui)直直(zhi)管,水(shui)平直(zhi)管等(deng)安裝(zhuang)方式(shi),見圖(tu)3),可以(yi)有效(xiao)防止(zhi)煤氣(qi)計量(liang)中🔴凍(dong)管的(de)發生(sheng)，節省(sheng)熱能(neng)源和(he)運行(hang)費用(yong)。
 
4.應用(yong)對比(bi)
　　盡管(guan)孔闆(pan)流量(liang)計在(zai)工業(ye)煤氣(qi)測量(liang)計量(liang)中存(cun)在不(bu)少缺(que)點,但(dan)是🙇‍♀️孔(kong)闆流(liu)量計(ji)仍是(shi)測量(liang)計量(liang)行業(ye)使用(yong)廣泛(fan)的一(yi)種流(liu)⚽量計(ji)量裝(zhuang)置,它(ta)已有(you)100多年(nian)的曆(li)史,經(jing)過各(ge)國科(ke)學工(gong)🛀🏻作者(zhe)潛💃心(xin)研究(jiu),第一(yi)個流(liu)量測(ce)量節(jie)流裝(zhuang)置國(guo)際标(biao)準ISO5167在(zai)✍️1980年頒(ban)布實(shi)施,經(jing)過多(duo)年的(de)發展(zhan)ISO5167在1993年(nian)、2003年分(fen)别進(jin)行了(le)改版(ban),使孔(kong)闆流(liu)量計(ji)更具(ju)有完(wan)備的(de)标準(zhun)和規(gui)範,得(de)到了(le)計量(liang)管理(li)部門(men)檢定(ding)許可(ke)。
　　彎管(guan)流量(liang)計在(zai)工業(ye)測量(liang)計量(liang)中的(de)優勢(shi)巴凸(tu)顯,但(dan)🥰也需(xu)要🚶‍♀️不(bu)🔴斷改(gai)進:(1)彎(wan)管流(liu)量計(ji)對低(di)壓低(di)流速(su)的流(liu)體不(bu)🐇易測(ce)量; (2)彎(wan)管流(liu)量計(ji)隻能(neng)在帶(dai)有彎(wan)管的(de)管道(dao)上安(an)裝,具(ju)有一(yi)定的(de)局限(xian)性; (3)在(zai) 氣體(ti)的測(ce)量時(shi)取壓(ya)截面(mian)上的(de)💚密度(du)變化(hua)難以(yi)修定(ding)🏒。
5.結束(shu)語
　　用(yong)于各(ge)類流(liu)量測(ce)量計(ji)量設(she)備很(hen)多。實(shi)踐證(zheng)明,在(zai)選擇(ze)測量(liang)計量(liang)器具(ju)的過(guo)程中(zhong),要高(gao)度關(guan)注被(bei)測量(liang)介質(zhi)的🐅多(duo)變性(xing),工藝(yi)參數(shu)的正(zheng)确率(lü),使用(yong)環境(jing)的特(te)殊性(xing)及整(zheng)體系(xi)統考(kao)慮的(de)科學(xue)性♊,并(bing)不是(shi)說流(liu)量測(ce)量計(ji)量設(she)備的(de)價格(ge)越高(gao)越好(hao),也不(bu)是精(jing)度越(yue)高越(yue)好,關(guan)鍵是(shi)要達(da)到被(bei)測介(jie)質數(shu)據真(zhen)實所(suo)需。爲(wei)此,工(gong)程技(ji)術人(ren)員在(zai)選擇(ze)流量(liang)測量(liang)設備(bei)時要(yao)遵循(xun)合理(li)、正确(que)、綜合(he)系統(tong)的原(yuan)則: (1)滿(man)足📐基(ji)本功(gong)能🔴(2)避(bi) 免采(cai)用模(mo)拟信(xin)号傳(chuan)輸的(de)系統(tong); (3)既要(yao)考慮(lü)未來(lai)的更(geng)新和(he)發展(zhan),又要(yao)與原(yuan)系統(tong)匹配(pei); (4)根據(ju)需要(yao)确🧡定(ding)精度(du)等級(ji)、價格(ge)性能(neng)比, (5)既(ji)要考(kao)慮安(an)裝、維(wei)護的(de)便利(li)性,又(you)要注(zhu)重後(hou)期⛹🏻‍♀️維(wei)護費(fei)用和(he)可檢(jian)定的(de)可行(hang)性。

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