摘要：天然(rán)氣是一種(zhǒng)多組分複(fu)雜的混合(hé)氣體,其流(liú)量的計量(liàng)過☔去采用(yong)同心直角(jiǎo) 孔闆差壓(ya)式流量計(ji) 測量方式(shì),由于多種(zhǒng)因素易引(yǐn)起測量誤(wù)差。從智能(neng)型渦街流(liú)量計 簡單(dān)的工作原(yuan)理,使用實(shi)例介紹應(yīng)用渦街流(liú)量計💚測量(liàng)天然氣流(liú)量,提高天(tiān)然氣計量(liang)的精度。
1前(qián)言
　　合成氨(an)裝置進入(rù)生産界區(qu)的燃料氣(qi)和原料氣(qì)的流量測(ce)㊙️量,采用的(de)流量計是(shì)節流元件(jian)爲标準孔(kong)闆和均速(su)流量管的(de)差壓式流(liu)量計。由于(yu)天然氣是(shì)一種複雜(zá)的多組分(fèn)的氣體混(hùn)合物,天然(ran)氣輸送中(zhōng)夾帶的雜(za)質和水份(fèn),常常會造(zao)成孔闆結(jié)碳髒物,均(jun1)速流量管(guan)靜動😘壓孔(kǒng)堵塞,加之(zhī)裝置本身(shēn)🈲的精度低(di),很難使天(tiān)然氣的流(liú)量測量準(zhǔn)确🐕可靠。
　　智(zhì)能型渦街(jiē)流量計(又(yòu)稱漩渦流(liu)量計),是一(yī)種新型的(de).流量儀表(biao),從70年代末(mo)出現至今(jīn),相維出現(xian)了熱敏式(shì)壓敏式🐅應(ying)力式超聲(sheng)式電容式(shi)等各種形(xíng)式的儀表(biǎo),随着🌈科學(xue)技術的日(ri)新月異,渦(wo)街流量計(jì)的發展速(sù)度也是非(fēi)常驚人的(de)。
2渦街流量(liàng)計測量原(yuán)理及應用(yòng)
　　智能型渦(wo)街流量計(jì)是利用流(liú)體力學中(zhōng)卡門渦街(jie)的原理制(zhì)作的一種(zhǒng)儀表,其原(yuán)理如圖1,圖(tú)2所示,當在(zài)流體流動(dòng)的管道中(zhong)放入一個(gè)柱體障礙(ai)物(漩渦發(fā)生體)時,在(zai)發生體下(xià)遊🈲的兩側(ce)💚就會交替(tì)地産生漩(xuan)渦,這些漩(xuan)渦就是卡(kǎ)門漩渦，也(yě)⛷️稱卡門渦(wō)🏃‍♀️街。對于 渦(wo)街流量計(ji) ,在一定雷(lei)諾數範圍(wei)内(2×104~7×106)内,下列(liè)方程成立(li):
f=St×v/d
式中
f:發生(shēng)體一側産(chǎn)生的卡門(mén)渦街頻率(lǜ)
St:斯特勞哈(ha)爾數(無量(liang)綱數)
v:流體(tǐ)的流速
d:漩(xuán)渦發生體(ti)的寬度

　　St的值與(yǔ)漩渦發生(sheng)體寬度d和(hé)雷諾數Re有(you)關。當雷諾(nuò)數♌Re<2×106情況下(xià),St爲變數;當(dang)Re在2×104~7×106的範圍(wei)内,St值基本(běn)保持不變(bian),這段範圍(wei)爲流量計(jì)的正常測(cè)量範圍。在(zài)漩渦發生(shēng)體寬度d和(he)斯特勞哈(hā)爾數St爲定(dìng)值時,漩渦(wo)🌈産生的頻(pín)率f與流體(ti)的🏃🏻平均流(liú)速V成正比(bi),因此,可以(yǐ)從漩渦産(chǎn)生🈲的頻率(lǜ)f求出流體(tǐ)的平均流(liú)速V。
　　由于漩(xuan)渦流量計(jì)的管道内(nèi)插有漩渦(wō)發生體,因(yīn)此在🐆漩渦(wo)發生體處(chù)的流速與(yu)管道内其(qí)他部位的(de)平均流💋速(sù)不同,根㊙️據(ju)流🧡體連續(xu)方程:Q=V1A1=V2A2
式中(zhong)Q:通過流量(liàng)計的流體(tǐ)流量
A1:流量(liàng)計管道的(de)載面積.
V1:流(liú)量計管道(dào)内流體的(de)平均流速(sù)
A2:漩渦發生(shēng)體處管道(dào)的截面積(ji)
V2:漩渦發生(sheng)體處管道(dao)内流體的(de)平均流速(sù)
設:A2/A1=m
當d/D<0.35時，可(kě)近似認爲(wei):
m=1-1.25d/D
式中d:漩渦(wō)發生體寬(kuān)度
D:流量計(jì)管道内徑(jìng)
整理f=StV/d;Q=V;A2=V2A2；
m=1-1.25d/D;
得到(dao):Q=πD2/4×1/St×d(1-1.25d/D)×f
令:K=1/[πrD2/4.1/St×d(1-1.25d/D)]
則:Q=f/k
式中(zhong):K爲流量計(ji)的流量系(xì)數,其物理(lǐ)意義是每(měi)升流體的(de)脈沖數。
　　當(dāng)流量計的(de)管道内徑(jìng)D和漩渦發(fa)生體寬度(du)d爲确定值(zhi)時,K值随之(zhī)而确定。從(cóng)Q=f/K可知:在一(yi)定的雷諾(nuo)數Re範圍内(nei),流量Q與漩(xuan)渦的頻率(lǜ)f成線性關(guan)系,隻要測(ce)量出漩渦(wō)的頻率f就(jiu)能求得流(liu)過流量計(jì)管道流體(tǐ)的體積🆚流(liú)量Q。漩渦流(liú)量計用一(yi)個有壓電(diàn)元件的傳(chuan)感器組🥵件(jian)來測量交(jiāo)替作用于(yu)發生體的(de)應力⭐而産(chan)生的漩渦(wō)頻率f。
　　對渦(wo)街流量計(ji)的安裝要(yao)求,與一般(bān) 孔闆流量(liang)計 的安裝(zhuāng)要求有許(xǔ)多相同,流(liú)體流向要(yào)與流量計(ji)标示☂️一緻(zhì)。夾持型渦(wō)街流量計(ji),要把儀器(qi)的口徑對(duì)準鄰近管(guan)道的内孔(kong),這一點很(hen)重要,否則(ze)将影響測(cè)量準确。安(ān)裝正确無(wu)誤後🔆,将流(liú)量計的有(yǒu)關參數設(she)置好,即可(kě)投入使用(yòng)。YF100型❓(E型)YEQFLO(渦街(jiē)流量計)是(shi)一🛀🏻種新穎(ying)的智能型(xing)流量計,由(yóu)于功能♈齊(qí)全,該儀表(biao)可用标準(zhun)的遙控通(tōng)信和現場(chang)本機通信(xin),先進的通(tōng)信功能使(shǐ)你可通過(guò)控制室“CTM-XL”或(huo)“μXL”操作面闆(pǎn),或用現場(chang)顯示器本(běn)機📱手持電(dian)腦終端(BT200)來(lai)監控運行(háng)情況和設(she)定參數。一(yi)旦選定要(yào)測🛀量的流(liu)體後,儀表(biǎo)所要求的(de)僅僅是實(shi)際🐅需要的(de)那些參數(shù),并且簡單(dan)方便易操(cao)作。其主要(yao)參數的設(she)置如圖3所(suo)示。
　　從圖3中(zhōng)可以看出(chū),該流量計(jì)的測量流(liu)體可是液(ye)體、氣體和(he)蒸汽,并且(qie)可作質量(liàng)型流量測(ce)量,或工作(zuo)狀況下的(de)體積流❤️量(liang)測量與标(biao)準狀況下(xia)的體積流(liú)量🤞測量。

　　工藝生産(chan)上已習慣(guàn)于用标準(zhun)狀況下的(de)體積流量(liàng)來操作和(hé)進👉行物料(liào)平衡計算(suàn)，加之天然(ran)氣這種多(duo)組分的氣(qi)體混合物(wù),質量測量(liang)中要求的(de)介質密度(du)👅和粘度非(fēi)常确切的(de)數☁️值難于(yu)實現,在實(shi)際使用上(shàng)采用了标(biao)準狀況氣(qi)體體積流(liu)量測量的(de)方式。
　　流量(liàng)計的測量(liàng)是基于Q=f/k公(gōng)式,這裏Q是(shì)天然氣在(zai)實際工作(zuò)壓力和溫(wen)度下的體(tǐ)積流量,換(huan)算.到标準(zhun)狀态下的(de)體積流量(liàng)應爲:
Q棟=P/Pn×(Tn+273.15)/(Tr+273.15)×QvK
　　這(zhe)是普遍應(ying)用的測量(liàng)方法,從上(shàng)式看,測量(liàng)的累積✏️是(shi)在一定工(gōng)作時間内(nei)的平均溫(wen)度和平均(jun)壓力折算(suàn)到标準狀(zhuang)态下的💰體(tǐ)積🔴,爲保證(zheng)流量累積(jī)量的準确(què),必須進行(háng)在線實時(shi)❄️溫度壓🛀力(li)測量👅,是通(tong)過DCS内部⭐運(yùn)算功能來(lái)實現其🌈溫(wen)度壓力補(bǔ)償的,補償(chang)方式爲:

3渦(wō)街流量計(jì)與差壓式(shi)流量計的(de)比較，
　　天然(ran)氣流量測(ce)量,過去全(quan)部采用的(de)是孔闆取(qu)壓,近年選(xuan)用了渦街(jie)流量計測(ce)量天然氣(qi)流量，表2是(shi)渦街流量(liang)計與差壓(yā)式流量計(jì)的主要性(xing)能比較,同(tóng)時表明了(le)爲什麽要(yào)選用渦街(jiē)流量計來(lai)測👉量天然(ran)氣，

　　智能型(xíng)渦街流量(liang)計結構簡(jian)單,檢測元(yuán)件不接觸(chu)介質,可測(cè)腐❤️蝕性、較(jiao)髒介質,無(wu)運動件,可(ke)靠性高,耐(nai)用性強,使(shǐ)用命壽🐉命(mìng)長，基本✨上(shàng)無需維護(hu),在天然氣(qi)流量測量(liàng)上得到了(le)很好的應(yīng)用⭐,大有全(quán)部取代孔(kǒng)闆式差壓(yā)計測量天(tian)然氣的趨(qū)勢。但天然(ran)氣是一種(zhong)較爲複雜(zá)的多組份(fèn)的氣體,引(yin)起測量誤(wu)差的因素(sù)比😘較多。加(jia)之使用渦(wō)街流量計(ji)的時間不(bu)長,需要收(shou)集有關數(shu)據,用大量(liang)的實際工(gong)作去驗證(zheng)确定,積累(lei)經驗,使渦(wō)街流量計(jì)在🔞計量天(tian)然氣上更(geng)加✍️準确,更(geng)加完善,發(fā)揮其全部(bù)功能。

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