渦街(jie)流量計 的(de)工作原理(li)、選型注意(yi)事項及安(an)裝要求，分(fen)析渦街流(liu)💃🏻量計在氧(yang)化鋁生産(chan)蒸汽計量(liang)使用過程(cheng)中的常🛀🏻見(jian)問題及相(xiang)應對策。
　　拜(bai)耳法生産(chan)氧化鋁過(guo)程中，蒸汽(qi)是氧化鋁(lü)企業運🏃🏻‍♂️行(hang)中的重🆚要(yao)⚽能源，用于(yu)加熱苛性(xing)鈉溶液與(yu)鋁土礦石(shi)，同時也❤️用(yong)于加熱濃(nong)縮分解後(hou)的母液。據(ju)統計蒸汽(qi)消耗占氧(yang)化鋁能源(yuan)成本的40%~60%。對(dui)于氧化鋁(lü)企業，蒸汽(qi)消耗成爲(wei)企業成本(ben)的重要組(zu)成部分，在(zai)氧化鋁企(qi)業的發展(zhan)💁和生存中(zhong)起着決定(ding)性因素。
1氧(yang)化鋁生産(chan)中蒸汽消(xiao)耗分布及(ji)目前的現(xian)狀
　　在拜耳(er)法氧化鋁(lü)生産中，工(gong)藝綜合能(neng)耗主要由(you)蒸汽、電力(li)、水、壓縮空(kong)氣和燃料(liao)組成，其中(zhong)蒸汽是氧(yang)化鋁生産(chan)的💁主要能(neng)源消耗指(zhi)标之一，汽(qi)耗的高低(di)直接反映(ying)這個企業(ye)的生産管(guan)理和駕馭(yu)生産的能(neng)力。
　　以某一(yi)氧化鋁爲(wei)例，工藝綜(zong)合能耗約(yue)15.72GJ/t-Al2O3，蒸汽約占(zhan)42%，其中蒸㊙️汽(qi)由高壓蒸(zheng)汽和低壓(ya)蒸汽兩部(bu)分組成。表(biao)1爲某氧化(hua)鋁💋企業高(gao)低壓蒸汽(qi)消耗點。
　　以(yi)表1爲例，氧(yang)化鋁企業(ye)蒸汽需要(yao)計量點一(yi)般在8~10個，用(yong)汽量從3.5~206t/h不(bu)等，溫度和(he)壓力也不(bu)盡相同。
　　目(mu)前，在氧化(hua)鋁企業蒸(zheng)汽計量儀(yi)表通常采(cai)用兩大類(lei)，一類是基(ji)于伯努力(li)方程原理(li)的，如 差壓(ya)孔闆流量(liang)計 ﹑音速噴(pen)嘴、 阿牛巴(ba)流量計 、德(de)爾塔巴、平(ping)衡式等，在(zai)這類儀表(biao)中，又以差(cha)壓孔闆、阿(a)牛巴、德⛷️爾(er)塔巴占比(bi)較多；另一(yi)類是基于(yu)線性連續(xu)方程原理(li)的，如渦流(liu)量計、質量(liang)流量計，由(you)于質量流(liu)量計價格(ge)昂💯貴，且高(gao)溫狀态下(xia)精度喪失(shi)，故而又多(duo)以渦流量(liang)計計量爲(wei)主。

基于伯(bo)努力方程(cheng)原理的蒸(zheng)汽計量儀(yi)表，其流量(liang)計量方🌏程(cheng)式爲（1）：

其中(zhong)：
Qf爲工況體(ti)積流量；
P爲(wei)差壓；
ρf爲工(gong)況下介質(zhi)密度；
σ爲流(liu)量系數；
k與(yu)介質黏度(du)加工精度(du)有關系數(shu)；
τ爲介質膨(peng)脹系數。
　　公(gong)式（1）說明，一(yi)方面由于(yu)方程式中(zhong)存在着介(jie)質蒸汽💰的(de)密度ρf，因此(ci)，計量儀表(biao)的标定在(zai)氧化鋁企(qi)業中是個(ge)很麻煩而(er)且往往不(bu)準确的，一(yi)般生産廠(chang)大都采用(yong)水标定，這(zhe)種方法标(biao)定出來的(de)精度，不代(dai)表測量✔️蒸(zheng)汽的精度(du)。另一方☔面(mian)由于方👌程(cheng)式（1）中還有(you)一個氣體(ti)的膨脹系(xi)數τ，對于不(bu)同的蒸汽(qi)，不同的壓(ya)力，不同的(de)溫度條件(jian)下的膨脹(zhang)系數都不(bu)盡相同，因(yin)此，即使用(yong)壓縮空氣(qi)進行标定(ding)出來的精(jing)度🌈也不代(dai)表測量蒸(zheng)汽的精度(du)。
2渦街流量(liang)計工作原(yuan)理
渦街流(liu)量計是基(ji)于線性連(lian)續方程原(yuan)理:

其中：
St斯(si)特勞哈爾(er)數，無量綱(gang)；
v介質流速(su)；
f頻率Hz/S；
d迎流(liu)面寬度。
　　在(zai)這個公式(shi)（2）中有2個函(han)數，一個是(shi)流體流速(su)v，另一個是(shi)斯特勞哈(ha)爾數St，而斯(si)特勞哈爾(er)數St是雷諾(nuo)數Re的函數(shu)，當雷諾數(shu)Re到達20000後，斯(si)特勞哈爾(er)數St就是一(yi)個常數。當(dang)渦街流量(liang)計測量發(fa)生體形狀(zhuang)固定，迎流(liu)面寬度就(jiu)一定，這⭕樣(yang)一來，頻率(lü)僅僅取決(jue)于流體流(liu)速，是線性(xing)連續方程(cheng)，通過圖1示(shi)渦街流量(liang)計測量模(mo)型推導，得(de)到流量計(ji)量方程式(shi)（3）：

　　其中：St斯特(te)勞哈爾數(shu)，無量綱；f頻(pin)率Hz/S；D流量計(ji)通徑；d迎流(liu)面寬度。
　　渦(wo)街流量計(ji)是基于線(xian)性連續方(fang)程原理，隻(zhi)要雷諾♋數(shu)⁉️大于20000，測量(liang)與流體的(de)性質無關(guan)，與密度、黏(nian)度等均無(wu)關。用水标(biao)定出來的(de)流🔞量系數(shu)同樣适用(yong)于蒸汽計(ji)量，在🈚常溫(wen)下标定出(chu)的流量🏃系(xi)數同樣适(shi)用于低溫(wen)和高溫蒸(zheng)汽。這樣，渦(wo)街流量✨計(ji)更能适應(ying)氧化鋁♋企(qi)業内高低(di)壓、不同溫(wen)度蒸汽計(ji)量的需求(qiu)。

　　K爲流量系(xi)數，含義是(shi)每升流量(liang)由幾個脈(mo)沖表示，即(ji)👉是🈲P/L，經過☎️公(gong)式變換，實(shi)際運用中(zhong)的渦街流(liu)量計計算(suan)公式（4）：

　　一般(ban)，渦街流量(liang)計的流量(liang)系數，其實(shi)在設計時(shi)就已經定(ding)下♍來了，但(dan)是每個生(sheng)産廠都要(yao)對每一台(tai)流量計進(jin)行标定，就(jiu)💯是爲了檢(jian)驗制造誤(wu)差。但不管(guan)這個數是(shi)什麽數，标(biao)定合格了(le)的流量系(xi)數就是正(zheng)确計量的(de)常數，适用(yong)于不同工(gong)況狀态的(de)蒸汽。
　　另外(wai)要注意，從(cong)公式（4）可以(yi)看出，渦街(jie)流量計隻(zhi)能測流體(ti)的工況📱體(ti)積方，質量(liang)方和标準(zhun)體積方是(shi)根據密度(du)或壓力溫(wen)度換算出(chu)🈲來的。
3氧化(hua)鋁生産中(zhong)蒸汽計量(liang)設計選型(xing)
　　以表1爲例(li)，氧化鋁企(qi)業蒸汽需(xu)要計量點(dian)在8~10個左右(you)，且一般均(jun)爲過熱蒸(zheng)汽，數學模(mo)式爲二元(yuan)函數，因此(ci),設計時需(xu)要考慮壓(ya)力、溫度雙(shuang)補償。
3.1工藝(yi)參數的選(xuan)擇
　　設計選(xuan)型時要考(kao)慮的因素(su)包括：流量(liang)參數範圍(wei)、壓力參⭐數(shu)範🌈圍、溫度(du)參數範圍(wei)，以流量選(xuan)通徑。同時(shi)遵循如🏃下(xia)原則：
（1）最高(gao)壓力情況(kuang)下考慮最(zui)小流量是(shi)否在該通(tong)徑的工作(zuo)範圍✍️之内(nei)；
（2）最低壓力(li)情況下考(kao)慮最大流(liu)量是否超(chao)出該通徑(jing)㊙️的工作範(fan)圍🐪之内；
另(ling)外，最高溫(wen)度對應脈(mo)沖輸出時(shi)應考慮發(fa)生體寬度(du)的膨脹✨系(xi)數，工況溫(wen)度條件下(xia)的流量系(xi)數Kt：

其中：
T爲(wei)工況溫度(du)；K爲标準流(liu)量系數（一(yi)般在儀表(biao)銘牌上）。
3.2通(tong)徑的選擇(ze)
　　設計選型(xing)時，考慮到(dao)減少壓力(li)損失，在進(jin)行蒸汽計(ji)量時，對流(liu)量♉下限有(you)一定要求(qiu)，要根據蒸(zheng)汽流量的(de)🙇🏻大小來選(xuan)取流☂️量計(ji)的通🌈徑，而(er)不能根據(ju)原管道内(nei)徑來選👨‍❤️‍👨取(qu)流量計通(tong)徑.
　　蒸汽流(liu)量計通徑(jing)選擇可以(yi)采用查表(biao)法及計算(suan)驗📧證。
　　查表(biao)法即是在(zai)産品樣本(ben)上，根據工(gong)況壓力下(xia)蒸汽可測(ce)🏃流♈量範圍(wei)表查取流(liu)量通徑；然(ran)後計算驗(yan)證流速、雷(lei)🔴諾數是否(fou)在一定範(fan)圍内。
（1）流速(su)計算：蒸汽(qi)流速範圍(wei)一般2m/s~60m/s，最高(gao)應＜80m/s。

其中：V爲(wei)流速；Q爲體(ti)積流量：D爲(wei)流量計通(tong)徑。
（2）雷諾數(shu)計算法：①最(zui)低流量時(shi)的雷諾數(shu)不得小于(yu)5000；②保證❗精度(du)最低流量(liang)時的雷諾(nuo)數不得小(xiao)于20000。

　　其中：V爲(wei)流速；ρ爲密(mi)度；μ介質黏(nian)度；D爲流量(liang)計通徑。
　　當(dang)然有的産(chan)品能提供(gong)計算機選(xuan)型軟件，直(zhi)接把相關(guan)工藝參數(shu)輸入，就能(neng)得到理想(xiang)的結果。
3.3注(zhu)意事項
（1）選(xuan)擇信号輸(shu)出時建議(yi)使用脈沖(chong)（頻率）輸出(chu)方式，如果(guo)要求輸出(chu)電流信号(hao)，轉換過程(cheng)将喪失±0.2%~0.4%精(jing)度。
（2）在氧化(hua)鋁企業中(zhong)，蒸汽的溫(wen)度一般都(dou)大于150℃，建議(yi)采㊙️用分體(ti)型渦街流(liu)量計，另外(wai)一定要考(kao)慮溫度和(he)壓力補償(chang)問題。
4安裝(zhuang)要求
　　在氧(yang)化鋁企業(ye)蒸汽測量(liang)過程中，被(bei)測蒸汽具(ju)有穩㊙️定流(liu)态是保證(zheng)渦街流量(liang)計精确測(ce)量的前提(ti)條件🈲，要使(shi)渦街流量(liang)📐計的測量(liang)值更穩定(ding)、準确，安裝(zhuang)時需注意(yi)以🌍下幾點(dian)。
（1）安裝确保(bao)傳感器銘(ming)牌上的箭(jian)頭指向與(yu)流體流向(xiang)🔅一🧡緻。
（2）安裝(zhuang)建議遵循(xun)直管段的(de)要求，見表(biao)2，當現場無(wu)法滿足直(zhi)管段🌈要求(qiu)時，建議采(cai)用與渦街(jie)流量計配(pei)套的流量(liang)😍鎮流器。
表(biao)2氧化鋁企(qi)業蒸汽計(ji)量上下遊(you)特殊情況(kuang)前後直

（3）安(an)裝傳感器(qi)避開振動(dong)源或者在(zai)振動較小(xiao)的地方🏃🏻‍♂️，遠(yuan)離大功率(lü)💃用電設備(bei)。
（4）安裝帶焊(han)接時要注(zhu)意搭鐵的(de)位置，防止(zhi)壓電晶片(pian)的損壞，一(yi)☔般要件焊(han)左搭左，焊(han)右搭右。
5常(chang)見問題及(ji)注意事項(xiang)
5.1無流量有(you)信号
　　首先(xian)檢測判斷(duan)是否有振(zhen)動，如有輕(qing)微振動，處(chu)理方法是(shi)外🤟部📐機械(xie)消振措施(shi)，如用橡膠(jiao)軟接頭，橡(xiang)膠軟墊等(deng)消振，用支(zhi)架固定管(guan)道；或者是(shi)根據産品(pin)說明書調(diao)整參數設(she)置，消除振(zhen)動。如嚴重(zhong)振動，則是(shi)更改💁流量(liang)計安裝位(wei)置、加固管(guan)線、流量計(ji)前後🌏加軟(ruan)連接👈。
　　其次(ci)檢測判斷(duan)是否有50Hz工(gong)頻幹擾通(tong)常采用頻(pin)率計測量(liang)或電流值(zhi)計算方法(fa)。這裏介紹(shao)電流值計(ji)算方法，計(ji)算公式（8）：

其(qi)中：
Qf體積方(fang)m3/h；Qm質量方Kg/h；ρ工(gong)況密度Kg/m3；Kt儀(yi)表流量系(xi)統.
如果計(ji)算出的結(jie)果是或者(zhe)接近50Hz，可采(cai)取保證轉(zhuan)換器的外(wai)殼接地螺(luo)釘可靠接(jie)地或者把(ba)整個轉換(huan)器浮地。
5.2有(you)流量無信(xin)号
　　首先檢(jian)測接線是(shi)否正确，供(gong)電電源的(de)電壓等級(ji)是否符合(he)要求，電源(yuan)極性是否(fou)接正确，分(fen)體式的還(hai)要檢測專(zhuan)用電纜🔞是(shi)否連接正(zheng)确，再有就(jiu)是檢查發(fa)生體、轉換(huan)❤️器是否損(sun)壞。
　　其次判(pan)斷實際工(gong)藝蒸汽流(liu)量是否太(tai)小，判斷方(fang)法是在靠(kao)近流量計(ji)的管道旁(pang)有規律地(di)連續敲擊(ji),無論何💃種(zhong)型号的流(liu)量計均會(hui)出現流量(liang)顯示。處理(li)辦法就是(shi)更換通徑(jing)小一些的(de)流量計或(huo)在工藝條(tiao)件允許的(de)情況下加(jia)大流量。
5.3流(liu)量不穩定(ding)
　　現場觀察(cha)流量計安(an)裝時墊片(pian)是否同心(xin)或伸人管(guan)道，工藝管(guan)道是否符(fu)合表2氧化(hua)鋁企業安(an)裝要求或(huo)者産品說(shuo)明書的最(zui)大要🧡求。處(chu)理辦法就(jiu)是正确選(xuan)用配套墊(nian)片并正确(que)裝配，更改(gai)流量計安(an)裝位置或(huo)✨加流量鎮(zhen)流器。
6小結(jie)
　　渦街流量(liang)計是基于(yu)線性連續(xu)方程原理(li)進行測量(liang)的新型❌流(liu)👌量計，因具(ju)有良好的(de)介質适應(ying)能力，是節(jie)‼️流式流量(liang)🎯計的理想(xiang)🏃‍♂️替代産品(pin)。它可以測(ce)量氧化鋁(lü)♈企業高低(di)壓蒸汽，在(zai)氧化鋁行(hang)💰業中廣泛(fan)應用。但隻(zhi)有在正确(que)設計、正确(que)選型以及(ji)正确安裝(zhuang)的條件下(xia)🔞才能保證(zheng)其🚶測量準(zhun)确穩定，爲(wei)降低氧化(hua)鋁能源消(xiao)耗發揮其(qi)應🍉有的作(zuo)用。

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