渦街流量(liang)計 的工作(zuò)原理、選型(xing)注意事項(xiang)及安裝要(yao)求，分析渦(wō)街流量計(ji)在氧化鋁(lǚ)生産蒸汽(qi)計量使用(yòng)過程中的(de)常見問題(ti)及相應對(dui)策🧑🏽‍🤝‍🧑🏻。
　　拜耳法(fa)生産氧化(hua)鋁過程中(zhong)，蒸汽是氧(yǎng)化鋁企業(ye)運行中的(de)🧑🏾‍🤝‍🧑🏼重🥵要能源(yuan)，用于加熱(re)苛性鈉溶(róng)液與鋁土(tǔ)礦🔞石，同時(shi)也🌐用于🐉加(jia)熱濃縮分(fen)解後的母(mǔ)液。據統計(ji)蒸汽消耗(hào)占氧化鋁(lü)能源❗成本(běn)的40%~60%。對于氧(yang)化鋁企業(yè)，蒸汽消耗(hào)成爲企業(yè)成本的重(zhòng)要組成部(bù)分，在氧化(huà)鋁企業的(de)發展和生(sheng)存中起着(zhe)決定性因(yīn)素。
1氧化鋁(lǚ)生産中蒸(zheng)汽消耗分(fen)布及目前(qian)的現狀
　　在(zai)拜耳法氧(yǎng)化鋁生産(chan)中，工藝綜(zong)合能耗主(zhu)要由蒸汽(qi)、電力、水、壓(ya)縮空氣和(he)燃料組成(cheng)，其中蒸汽(qì)是氧化鋁(lǚ)生❓産的主(zhǔ)要能源消(xiāo)耗指标之(zhī)一，汽耗的(de)高低直接(jie)反映💋這個(gè)企業的生(sheng)産管理和(he)駕馭☀️生産(chǎn)的能力⚽。
　　以(yi)某一氧化(huà)鋁爲例，工(gōng)藝綜合能(néng)耗約15.72GJ/t-Al2O3，蒸汽(qì)約占42%，其中(zhōng)蒸汽由高(gāo)壓蒸汽和(he)低壓蒸汽(qi)兩部分組(zǔ)成。表1爲某(mǒu)氧化鋁企(qi)業高低✨壓(yā)蒸汽消耗(hào)點。
　　以表1爲(wei)例，氧化鋁(lǚ)企業蒸汽(qì)需要計量(liang)點一般在(zai)8~10個，用汽量(liang)從3.5~206t/h不等，溫(wen)度和壓力(lì)也不盡相(xiang)同。
　　目前，在(zài)氧化鋁企(qi)業蒸汽計(jì)量儀表通(tōng)常采用兩(liǎng)大類😄，一類(lei)是基🆚于伯(bo)努力方程(cheng)原理的，如(ru) 差壓孔闆(pan)流量計 ﹑音(yin)速噴嘴、 阿(a)牛巴流量(liang)計 、德爾塔(tǎ)巴、平衡式(shì)等，在這類(lèi)儀表中，又(you)以差壓孔(kong)闆、阿牛🎯巴(bā)、德爾塔巴(ba)占比較多(duō)；另一類是(shì)基于線性(xìng)連續方程(chéng)原理的，如(ru)渦流量計(jì)、質量流量(liàng)計，由于質(zhi)量流量計(ji)價格昂貴(guì)，且高溫狀(zhuàng)态下精度(dù)喪失，故而(ér)又多以渦(wo)流量計計(jì)量爲主。

基(jī)于伯努力(lì)方程原理(li)的蒸汽計(jì)量儀表，其(qí)流量計量(liàng)方程式爲(wèi)（1）：

其中：
Qf爲工(gōng)況體積流(liú)量；
P爲差壓(yā)；
ρf爲工況下(xia)介質密度(du)；
σ爲流量系(xi)數；
k與介質(zhi)黏度加工(gōng)精度有關(guan)系數；
τ爲介(jiè)質膨脹系(xi)數。
　　公式（1）說(shuo)明，一方面(miàn)由于方程(chéng)式中存在(zài)着介質蒸(zhēng)汽的密度(dù)ρf，因☀️此，計量(liang)儀表的标(biāo)定在氧化(huà)鋁企業中(zhong)是個很麻(má)煩而且🔞往(wang)往♻️不準确(que)的，一般生(sheng)産廠大都(dōu)采用水标(biao)定，這種方(fang)法标定出(chu)來的精度(du)，不代表測(ce)量💚蒸汽的(de)精度。另一(yi)方❤️面由于(yu)方🍓程式（1）中(zhōng)還有一個(ge)氣💔體的膨(péng)脹系數τ，對(duì)于不同🧑🏾‍🤝‍🧑🏼的(de)蒸汽，不同(tong)的壓力，不(bu)同🌐的溫度(du)條件下的(de)膨脹系數(shù)都不盡相(xiang)同，因此，即(jí)使用壓縮(suō)空氣進行(hang)标定出來(lái)的精度也(ye)不代表測(cè)量♈蒸汽的(de)精度。
2渦街(jie)流量計工(gōng)作原理
渦(wō)街流量計(jì)是基于線(xian)性連續方(fang)程原理:

其(qi)中：
St斯特勞(lao)哈爾數，無(wu)量綱；
v介質(zhì)流速；
f頻率(lü)Hz/S；
d迎流面寬(kuān)度。
　　在這個(ge)公式（2）中有(you)2個函數，一(yi)個是流體(tǐ)流速v，另一(yi)個是斯💞特(te)勞哈爾數(shù)St，而斯特勞(láo)哈爾數St是(shì)雷諾數Re的(de)函🔞數，當雷(léi)諾數Re到🌈達(dá)20000後，斯特勞(lao)哈爾數St就(jiù)是一個常(cháng)數。當渦街(jie)流量計測(cè)量發生體(tǐ)形狀固定(dìng)，迎流面寬(kuān)度就一定(ding)，這樣一來(lái)，頻率僅僅(jǐn)取決于流(liú)體流速，是(shi)線性連續(xu)方程，通過(guo)圖1示渦街(jiē)流量計測(cè)量模型推(tuī)導，得到流(liú)量計量方(fāng)程式（3）：

　　其中(zhōng)：St斯特勞哈(hā)爾數，無量(liang)綱；f頻率Hz/S；D流(liu)量計通徑(jìng)；d迎流面寬(kuan)度🥰。
　　渦街流(liú)量計是基(ji)于線性連(lián)續方程原(yuan)理，隻要雷(léi)諾數大于(yu)20000，測🔆量與流(liu)體的性質(zhi)無關，與密(mi)度、黏度等(deng)均💰無關。用(yòng)水标定出(chū)來💃🏻的流量(liang)系數同樣(yang)适用于蒸(zhēng)汽計量，在(zai)⚽常溫下标(biao)定出的流(liu)量🔞系數同(tóng)樣适用于(yu)低溫和高(gāo)溫蒸汽。這(zhe)樣，渦街流(liú)量計更能(neng)适🧑🏽‍🤝‍🧑🏻應氧化(hua)鋁企業内(nèi)高低🏃‍♂️壓、不(bú)同溫度蒸(zhēng)汽計量的(de)⚽需求。

　　K爲流(liu)量系數，含(hán)義是每升(shēng)流量由幾(jǐ)個脈沖表(biǎo)示，即是P/L，經(jing)過公👄式變(bian)換，實際運(yùn)用中的渦(wo)街流量計(jì)計算公式(shì)☂️（4）：

　　一般，渦街(jie)流量計的(de)流量系數(shu)，其實在設(she)計時就已(yi)經定下來(lai)了，但是每(měi)個生産廠(chang)都要對每(mei)一台流量(liàng)計進😄行标(biāo)定，就🧑🏽‍🤝‍🧑🏻是爲(wèi)🐉了檢驗制(zhì)造誤差。但(dan)不管這個(gè)數是什⭐麽(me)數，标定合(he)格了的流(liu)量系數就(jiu)是正确計(ji)量的常數(shu)，适用于不(bu)同工況狀(zhuang)态的蒸汽(qì)。
　　另外要注(zhù)意，從公式(shi)（4）可以看出(chū)，渦街流量(liàng)計隻能測(ce)❄️流體的工(gōng)💘況體積方(fang)，質量方和(he)标準體積(jī)方是根據(ju)密度或壓(ya)力溫度換(huàn)算出來的(de)。
3氧化鋁生(shēng)産中蒸汽(qi)計量設計(ji)選型
　　以表(biǎo)1爲例，氧化(hua)鋁企業蒸(zheng)汽需要計(ji)量點在8~10個(gè)左右，且一(yī)般均🏃‍♀️爲過(guo)熱蒸汽，數(shu)學模式爲(wei)二元函數(shu)，因此,設計(ji)時需要考(kao)慮壓力、溫(wēn)👅度雙補償(chang)。
3.1工藝參數(shù)的選擇
　　設(shè)計選型時(shí)要考慮的(de)因素包括(kuò)：流量參數(shù)範圍、壓力(lì)👉參🏃🏻數範🏃‍♀️圍(wei)、溫度參數(shu)範圍，以流(liú)量選通徑(jing)。同時遵循(xún)如下原則(zé)：
（1）最高壓力(lì)情況下考(kǎo)慮最小流(liú)量是否在(zài)該通徑的(de)工👣作👉範🌈圍(wéi)之内；
（2）最低(di)壓力情況(kuàng)下考慮最(zui)大流量是(shì)否超出該(gāi)通徑🎯的工(gong)❗作範圍🐇之(zhi)内；
另外，最(zui)高溫度對(duì)應脈沖輸(shū)出時應考(kǎo)慮發生體(tǐ)寬度💋的膨(peng)脹系數，工(gong)況溫度條(tiao)件下的流(liu)量系數Kt：

其(qi)中：
T爲工況(kuàng)溫度；K爲标(biao)準流量系(xi)數（一般在(zài)儀表銘牌(pái)上）。
3.2通徑的(de)選擇
　　設計(ji)選型時，考(kǎo)慮到減少(shao)壓力損失(shi)，在進行蒸(zhēng)汽計🍉量時(shi)，對📞流量下(xià)限有一定(ding)要求，要根(gēn)據蒸汽流(liú)量的大小(xiǎo)來選取流(liú)🧑🏾‍🤝‍🧑🏼量計的通(tong)徑，而不能(néng)根據原管(guǎn)道内徑來(lai)選取流量(liàng)計通徑.
　　蒸(zheng)汽流量計(ji)通徑選擇(zé)可以采用(yong)查表法及(jí)計算驗證(zheng)。
　　查表法即(jí)是在産品(pin)樣本上，根(gēn)據工況壓(yā)力下蒸汽(qi)可測✊流✏️量(liàng)範圍表查(chá)取流量通(tong)徑；然後計(ji)算驗證流(liu)💋速、雷諾數(shu)🤩是否在一(yī)🤩定範圍内(nei)。
（1）流速計算(suan)：蒸汽流速(su)範圍一般(ban)2m/s~60m/s，最高應＜80m/s。

其(qi)中：V爲流速(su)；Q爲體積流(liú)量：D爲流量(liang)計通徑。
（2）雷(léi)諾數計算(suàn)法：①最低流(liu)量時的雷(lei)諾數不得(de)小于5000；②保證(zhèng)🐉精度㊙️最低(di)流量時的(de)雷諾數不(bú)得小于20000。

　　其(qí)中：V爲流速(su)；ρ爲密度；μ介(jie)質黏度；D爲(wei)流量計通(tong)徑。
　　當然有(you)的産品能(néng)提供計算(suàn)機選型軟(ruǎn)件，直接把(bǎ)相關工藝(yì)參數輸入(rù)，就能得到(dao)理想的結(jie)果。
3.3注意事(shì)項
（1）選擇信(xìn)号輸出時(shi)建議使用(yòng)脈沖（頻率(lǜ)）輸出方式(shi)，如果要求(qiú)輸出電流(liú)信号，轉換(huan)過程将喪(sàng)失±0.2%~0.4%精度。
（2）在(zài)氧化鋁企(qǐ)業中，蒸汽(qi)的溫度一(yī)般都大于(yú)150℃，建議采用(yong)分🔴體㊙️型😄渦(wo)街流量計(ji)，另外一定(dìng)要考慮溫(wen)度和壓力(lì)補償問題(ti)。
4安裝要求(qiú)
　　在氧化鋁(lü)企業蒸汽(qì)測量過程(cheng)中，被測蒸(zhēng)汽具有穩(wěn)定🌏流态🙇🏻是(shi)♊保證渦街(jiē)流量計精(jīng)确測量的(de)前提條件(jian)，要使渦街(jiē)流量計的(de)☔測量✌️值更(gèng)穩定、準确(què)，安裝時需(xū)🧑🏾‍🤝‍🧑🏼注意以下(xià)幾點。
（1）安裝(zhuāng)确保傳感(gǎn)器銘牌上(shang)的箭頭指(zhǐ)向與流體(ti)流向🈲一緻(zhi)。
（2）安裝建議(yì)遵循直管(guan)段的要求(qiu)，見表2，當現(xian)場無法滿(man)足🔴直管段(duan)要求時，建(jiàn)議采用與(yǔ)渦街流量(liàng)計配套的(de)流量💋鎮流(liu)器。
表2氧化(huà)鋁企業蒸(zhēng)汽計量上(shang)下遊特殊(shū)情況前後(hou)直

（3）安裝傳(chuan)感器避開(kai)振動源或(huò)者在振動(dòng)較小的地(di)方，遠離大(da)功率用電(dian)設備。
（4）安裝(zhuāng)帶焊接時(shí)要注意搭(dā)鐵的位置(zhi)，防止壓電(dian)晶片的損(sǔn)壞🏃，一般要(yao)件焊左搭(da)左，焊右搭(dā)右。
5常見問(wèn)題及注意(yi)事項
5.1無流(liú)量有信号(hao)
　　首先檢測(ce)判斷是否(fou)有振動，如(rú)有輕微振(zhen)動，處理方(fang)法是外部(bu)機❤️械消振(zhèn)措施，如用(yòng)橡膠軟接(jie)頭，橡膠軟(ruan)墊等㊙️消振(zhen)，用支架固(gù)🏒定管🈲道；或(huò)者是根據(ju)産品說明(míng)書調整㊙️參(can)數設置，消(xiāo)除振動。如(rú)嚴重振動(dòng)，則是更改(gai)流量計安(ān)裝位置、加(jiā)🐉固管線、流(liú)量計前後(hòu)加軟連接(jie)。
　　其次檢測(ce)判斷是否(fou)有50Hz工頻幹(gan)擾通常采(cǎi)用頻率計(ji)💜測量或電(diàn)流值計算(suàn)方法。這裏(li)介紹電流(liú)值計算方(fāng)法，計算公(gong)式（8）：

其中：
Qf體(tǐ)積方m3/h；Qm質量(liàng)方Kg/h；ρ工況密(mì)度Kg/m3；Kt儀表流(liú)量系統.
如(ru)果計算出(chu)的結果是(shi)或者接近(jìn)50Hz，可采取保(bao)證轉換器(qi)的外殼接(jiē)❗地螺釘可(ke)靠接地或(huo)者把整個(gè)轉換器浮(fu)地。
5.2有流量(liàng)無信号
　　首(shǒu)先檢測接(jiē)線是否正(zheng)确，供電電(diàn)源的電壓(yā)等級是否(fǒu)符合要求(qiu)🛀，電源極性(xing)是否接正(zheng)确，分體式(shi)的還要檢(jian)測專用電(dian)纜是否連(lian)接正确，再(zai)有就是檢(jiǎn)查發生體(tǐ)、轉換器是(shi)否損壞。
　　其(qi)次判斷實(shi)際工藝蒸(zheng)汽流量是(shi)否太小，判(pan)斷方法是(shi)在靠近流(liu)量計的管(guǎn)道旁有規(gui)律地連續(xù)敲擊,無論(lun)何種型号(hao)的流量計(jì)均🌈會出現(xiàn)流量顯示(shì)。處理辦📱法(fa)就是更換(huan)通徑小一(yi)些的流量(liang)計或在工(gōng)藝條件允(yun)許的情況(kuang)下加大流(liú)量。
5.3流量不(bu)穩定
　　現場(chang)觀察流量(liàng)計安裝時(shi)墊片是否(fǒu)同心或伸(shen)人管道，工(gong)藝㊙️管道是(shì)否符合表(biǎo)2氧化鋁企(qi)業安裝要(yao)求或者産(chǎn)🛀品說明書(shu)的最大要(yào)求。處理辦(ban)法就是正(zhèng)确選用配(pèi)套墊片并(bìng)正确裝🌍配(pei)，更改流量(liang)計安裝位(wèi)置或加流(liu)量鎮流器(qi)。
6小結
　　渦街(jiē)流量計是(shi)基于線性(xing)連續方程(chéng)原理進行(hang)測量的新(xin)🐪型流🤞量計(ji)，因具有良(liáng)好的介質(zhi)适應能力(lì)，是節流式(shì)流量計的(de)理想替代(dai)産品。它可(kě)以測量氧(yǎng)化鋁企業(ye)高低壓蒸(zheng)汽，在氧🧡化(huà)鋁行♻️業中(zhōng)廣泛應用(yòng)。但隻⛹🏻‍♀️有在(zài)正确設計(ji)、正确選型(xing)以及正确(que)安裝的條(tiao)件下才能(néng)保證其測(cè)量準确穩(wěn)定，爲降低(di)氧化鋁能(neng)源消✊耗發(fa)揮其應有(you)的作用。

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