摘要(yao)：焦化廠(chǎng)在外供(gòng)煤氣管(guan)道上安(ān)裝 插入(ru)式渦街(jie)流量計(ji) ,經嚴格(ge)的參數(shù)設置,投(tou)入使用(yong)。與 孔闆(pan)流量計(jì) 和羅茨(cí)流量計(ji)相比,在(zài)流速大(dà)于5m/s時渦(wō)街流量(liàng)計 的精(jīng)度較高(gao),并具有(you)測量範(fàn)圍寬,安(ān)裝、維修(xiu)方便,清(qing)洗、維護(hu)費用低(di)等特點(dian)。
随着我(wo)國城市(shì)煤氣的(de)不斷發(fa)展,一些(xiē)冶金焦(jiāo)化廠的(de)焦㊙️爐煤(mei)氣向供(gòng)民用煤(méi)氣的方(fāng)向發展(zhǎn)。因此,煤(méi)氣計量(liang)問題變(biàn)得比較(jiào)突出,對(dui)煤氣計(ji)量的精(jing)度要求(qiú)也越來(lái)🔴越高。過(guò)去一般(ban)🏃🏻‍♂️采用差(chà)壓流量(liàng)㊙️裝置,80年(nian)代初開(kai)始采用(yong)渦街流(liú)量計測(cè)量焦爐(lu)煤氣流(liu)量。
1孔闆(pan)流量裝(zhuāng)置
　　孔闆(pǎn)流量計(jì)量系統(tǒng)一般由(you)标準孔(kǒng)闆、 差壓(yā)變送器(qi) 、開方器(qì)及比例(li)積算器(qi)組成,是(shì)目前應(ying)用比較(jiào)廣泛的(de)流量計(ji)量方法(fa)之一,它(ta)具有結(jié)構簡單(dān)、使用壽(shòu)命長等(deng)優點,目(mu)前已形(xíng)成了标(biāo)準化和(he)系列化(hua)。焦化廠(chǎng)外供煤(méi)氣在1985年(nian)🔴以前一(yi)直采用(yòng)孔闆流(liú)💁量計進(jìn)行焦爐(lu)煤氣的(de)計量,在(zài)實🌈際應(ying)用中發(fā)現有以(yǐ)下不足(zu):(1)因💃煤氣(qì)爲濕氣(qì)體,冬季(ji)保溫🔴不(bu)好時孔(kong)闆易凍(dong),影響計(jì)量裝置(zhi)正常工(gong)作。(2)焦爐(lú)煤氣中(zhong)成分複(fu)雜,含有(you)焦油、萘(nai)等多種(zhong)雜質,長(zhang)期使用(yong)會使孔(kǒng)闆孔徑(jing)結污變(biàn)小,銳邊(biān)被髒物(wu)複蓋,直(zhi)接影響(xiǎng)計量精(jing)度。另外(wai)導壓管(guan)堵塞的(de)現象也(ye)時有發(fa)生。(3)因煤(méi)氣受溫(wēn)度、壓力(lì)、密度影(ying)響較大(dà)。一般中(zhong)📐小型焦(jiao)化廠在(zài)設計中(zhong)💞沒有考(kǎo)慮補償(cháng)問題。因(yīn)此,冬夏(xià)兩季測(ce)🔴量誤差(cha)較大。(4)孔(kong)闆流量(liàng)📐計适用(yong)于穩定(dìng)、連續工(gōng)作💁。其量(liang)程比爲(wei)1∶3。(5)孔闆流(liú)量計🌏至(zhì)少每年(nián)要清洗(xǐ)一次,清(qīng)洗時必(bi)須停産(chan)。對于一(yī)些大管(guan)道拆裝(zhuāng)相🈲當困(kùn)難,中小(xiao)型企業(ye)♍難以具(ju)備孔闆(pan)裝配能(néng)力,有的(de)一安裝(zhuang)而訂終(zhong)身,難以(yǐ)🎯滿足計(ji)量要求(qiú)。
2渦街流(liu)量計
2.1渦(wō)街流量(liàng)計的工(gōng)作原理(lǐ)
　　渦街流(liú)量計屬(shu)于流體(ti)振動式(shi)流量計(ji),在管道(dào)内紊亂(luan)流動的(de)介質撞(zhuàng)到非線(xiàn)性擋體(ti)(發生器(qì))上,擋體(tǐ)的形狀(zhuàng)和紊流(liú)速度是(shì)兩個決(jué)定參數(shù)。當流體(ti)流經擋(dǎng)體時,在(zai)⭐擋體兩(liǎng)😘側交替(ti)地分離(li)出漩渦(wō),形成“卡(kǎ)門渦街(jiē)現象”見(jian)圖1。卡門(mén)渦街的(de)頻率與(yu)流速成(chéng)正比。在(zài)流🐉體中(zhong)插入柱(zhù)狀物體(ti)時頻率(lü)與流體(ti)流速的(de)關系可(ke)用式(1)表(biao)示:

式中(zhong)f——漩渦頻(pin)率;V——管道(dao)内平均(jun1)流速;d——柱(zhu)狀擋體(tǐ)迎流面(miàn)寬度;D——流(liu)體所🤩在(zài)管道内(nei)徑;St——斯特(te)羅哈爾(er)數,在雷(léi)諾數104～106範(fan)圍内爲(wei)無量綱(gāng)常數。
　　由(yóu)式1可見(jian),通過測(ce)量渦街(jiē)頻率,就(jiù)可算出(chu)流速V,再(zài)由流♊速(su)求出流(liú)量Q。當漩(xuán)渦在柱(zhu)體兩側(ce)産生時(shí),柱體受(shòu)🚶到與流(liú)向垂直(zhí)♍的交㊙️變(bian)升力的(de)作用,升(sheng)力的變(biàn)化頻率(lü)就是漩(xuán)渦頻率(lǜ)。利用埋(mái)設在柱(zhu)體内的(de)壓電檢(jiǎn)測原件(jian)測出升(shēng)力的變(biàn)化,将升(sheng)力的變(biàn)化轉爲(wei)電的頻(pin)率信号(hào),輸送到(dào)轉換器(qi),再進行(hang)放大和(hé)整形,形(xíng)成頻率(lǜ)與電流(liu)成正比(bǐ)的模拟(nǐ)電壓或(huo)電流可(ke)以進行(háng)瞬㊙️時指(zhi)示或🤩累(lèi)和計算(suan),見圖2。


2.2渦街流(liu)量計的(de)特點
　　渦(wo)街流量(liang)計的特(tè)點是:(1)渦(wo)街流量(liang)計體積(jī)小,重量(liang)輕,安裝(zhuāng)方💛便,可(kě)以不停(tíng)産安裝(zhuāng)、拆卸、清(qing)洗和維(wei)修。(2)測量(liàng)🚩範圍寬(kuan),量程比(bǐ)可達1∶10,幾(jǐ)乎不受(shòu)介質溫(wēn)度、壓力(li)、密度的(de)影響。可(ke)以測量(liang)空氣、氧(yǎng)氣、煤氣(qì)、蒸汽、水(shui)和低粘(zhan)度的其(qi)他流體(tǐ)。測量時(shí)氣體流(liú)速應大(da)于5m/s,水的(de)流速應(yīng)在0.5～6m/s之間(jiān)。(3)管道系(xi)統振動(dong)有可能(neng)疊加到(dao)漩渦分(fen)離頻率(lǜ)上,這将(jiāng)使🈲測量(liang)結果不(bu)準确🔴,在(zai)小流量(liàng)時幹擾(rǎo)特别突(tū)出。
3渦街(jie)流量計(jì)的應用(yong)
3.1渦街流(liu)量計的(de)安裝
　　焦(jiao)化廠三(sān)組六六(liù)型焦爐(lú),向棗莊(zhuang)市供應(yīng)煤氣10萬(wan)m3/d。2025年12月在(zai)外供煤(méi)氣管道(dào)上帶壓(yā)不停産(chǎn)安裝了(le)雙發生(shēng)體CWL-G104C-1插入(rù)式🥰渦街(jie)💘流量計(ji),整個安(ān)裝過程(cheng)從開口(kou)焊接到(dao)參數設(shè)置調♍試(shì)完成僅(jin)用3h。
3.2現場(chǎng)調試
3.2.1儀(yí)表常數(shù)的計算(suàn)儀表出(chu)廠時已(yǐ)給出了(le)探頭插(chā)入管道(dào)🈲中心的(de)儀表常(chang)數,安裝(zhuang)時隻需(xu)按現場(chang)實際條(tiáo)件換🙇‍♀️算(suan)成儀表(biao)流量常(cháng)數KQ即可(ke)。爲此,需(xū)進行流(liú)場修🔱正(zheng)和阻塞(sāi)修正換(huàn)算:
KQ=KV/TUA(2)
式中(zhōng)KQ——儀表常(cháng)數;KV——儀表(biǎo)出廠時(shí)的标定(dìng)常數;T——流(liu)場修正(zhèng)系數🔞;U——阻(zu)塞修👉正(zheng)系數;A——管(guǎn)道内斷(duàn)面面積(ji),A=πD2/4。
流場修(xiu)正系數(shu)α可按下(xia)式計算(suan):

式中θ——管(guǎn)道内平(píng)均突出(chu)物高度(du),mm;Re——雷諾準(zhun)數,Re=354×10-3qDV;q——體積(ji)流量,m3/s;V——工(gōng)作狀态(tài)下介質(zhì)的運動(dòng)粘度,m2/s。
阻(zǔ)塞修正(zheng)系數U按(an)下式計(ji)算:

式中(zhong)d——插入杆(gǎn)直徑,mm;D——管(guǎn)道内徑(jìng),mm。
3.2.2由不鏽(xiu)鋼探頭(tou)引起的(de)流量修(xiū)正系數(shu)KT爲:
KT=1-4.8×10-5(T-20)(5)
式中(zhōng)T——使用狀(zhuàng)态下的(de)溫度。
3.2.3K′Q值(zhí)的換算(suàn)
　　測量煤(mei)氣時,需(xu)要把儀(yi)表顯示(shì)值換算(suan)爲标準(zhǔn)狀态P=101325Pa,T=20℃的(de)流量🔞,并(bing)對儀表(biǎo)常數進(jin)行溫度(du)壓力修(xiū)正:

式中(zhong)P——使用狀(zhuàng)态下的(de)壓力,Pa;T——使(shǐ)用狀态(tai)下的溫(wēn)度,℃。
根據(jù)上述計(jì)算值設(shè)置流量(liang)計積算(suàn)儀的常(chang)數開關(guan)。
4對比标(biao)定
　　氣源(yuan)廠、煤氣(qì)公司和(hé)儀表制(zhì)造廠三(sān)家共同(tong)對渦街(jiē)、孔闆、羅(luo)茨三種(zhǒng)流量計(jì)進行了(le)對比标(biao)定。三種(zhong)儀表的(de)安裝位(wèi)置見圖(tu)3,标☀️定數(shu)據見表(biǎo)。


　　從計量(liang)裝置的(de)角度出(chū)發,羅茨(ci)流量計(ji)是容積(ji)式,計量(liang)值在小(xiǎo)🏃🏻流量時(shí)比渦街(jie)和孔闆(pan)流量計(ji)高。從表(biǎo)中看出(chu)流速低(dī)于5m/s時羅(luo)茨表計(jì)量值高(gao)于渦街(jiē)和孔闆(pǎn)㊙️流量計(jì)🚶‍♀️,說明渦(wo)街和孔(kǒng)闆流量(liàng)計在流(liú)速低時(shi)計量值(zhí)偏低。高(gāo)流速時(shí)渦街流(liú)量計的(de)量值大(da)于羅茨(cí)流🏃‍♂️量計(jì)的顯示(shì)值,說明(míng)渦街⭐流(liú)量計在(zai)流速大(dà)于5m/s才能(neng)發揮理(li)想計量(liàng)性能。從(cóng)工藝上(shàng)看出,渦(wō)街流量(liang)計在羅(luó)茨表之(zhī)前,無旁(pang)通,無洩(xie)漏。而羅(luó)茨表前(qián)有幹脫(tuō)設備,煤(mei)氣中的(de)一些雜(zá)質,已被(bei)過濾,再(zài)加上✍️閥(fa)門的洩(xie)漏,因此(ci),羅茨表(biǎo)計量值(zhí)低于渦(wō)街流量(liang)計是正(zheng)常的🔱。
5結(jie)語
5.1對渦(wō)街流量(liàng)計的跟(gen)蹤對比(bi)和數據(jù)分析表(biao)明,在流(liu)量😄正常(cháng)情況下(xià),渦街流(liú)量計精(jing)度比孔(kǒng)闆高。在(zai)低流速(sù)或☔間斷(duan)🔱供氣時(shí),流量計(ji)量值偏(piān)低,有時(shi)有失準(zhǔn)現象。
5.2渦(wo)街流量(liàng)計拆裝(zhuang),維護方(fāng)便,清洗(xi)、維護費(fei)用低,不(bu)會因拆(chai)裝、檢修(xiu)而影響(xiǎng)生産。
5.3在(zài)煤氣溫(wēn)度較低(di)時,渦街(jiē)探頭易(yi)結萘及(ji)髒物,實(shi)際使⚽用(yong)時應加(jiā)以注意(yì)。

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