拜(bài)耳法生(shēng)産氧化(hua)鋁過程(chéng)中，蒸汽(qì)是氧化(huà)鋁企業(yè)運♍行中(zhong)的重♊要(yào)能源，用(yong)于加熱(re)苛性鈉(nà)溶液與(yu)鋁土礦(kuang)石，同🌍時(shí)也用于(yú)加熱濃(nong)縮分解(jiě)後的母(mu)液。據統(tong)計蒸👨‍❤️‍👨汽(qi)消耗🈲占(zhàn)氧化鋁(lü)能源✊成(cheng)本的40%~60%。對(duì)于氧化(hua)鋁企業(ye)，蒸汽消(xiao)耗成爲(wèi)企業成(chéng)本的重(zhòng)要組成(cheng)部分♉，在(zài)氧化鋁(lǚ)企業的(de)發展和(hé)生存中(zhong)起着決(jue)定性因(yin)素。
1 氧化(huà)鋁生産(chan)中蒸汽(qi)消耗分(fen)布及目(mu)前的現(xian)狀
   在拜(bai)耳法氧(yang)化鋁生(sheng)産中，工(gong)藝綜合(hé)能耗主(zhǔ)要由蒸(zheng)汽、電力(li)、水、壓縮(suo)空氣和(hé)燃料組(zu)成，其中(zhōng)蒸汽是(shì)氧化鋁(lǚ)生産的(de)主要能(néng)源消耗(hào)指标之(zhī)一，汽耗(hào)的高低(dī)直接反(fan)映這個(ge)企業的(de)生🌍産管(guǎn)理和駕(jia)馭🌈生産(chǎn)的能力(lì)㊙️。以某一(yī)氧化鋁(lü)爲例，工(gōng)藝綜合(hé)能耗約(yuē)15.72GJ/t-Al2O3，蒸汽約(yue)占42%，其中(zhōng)蒸汽由(yóu)高壓蒸(zhēng)汽和低(dī)壓蒸汽(qi)兩部分(fèn)組成。表(biǎo)1爲某氧(yǎng)化鋁企(qǐ)業高低(dī)壓蒸汽(qì)消🔴耗點(diǎn)。以表1爲(wei)例，氧化(hua)鋁企業(yè)蒸汽需(xū)要👨‍❤️‍👨計量(liang)點一般(bān)在8~10個，用(yòng)汽量從(cong)3.5~206t/h不等👉，溫(wēn)度和壓(ya)力也不(bu)盡相同(tóng)。

   目前，在(zai)氧化鋁(lü)企業蒸(zhēng)汽計量(liàng)儀表通(tong)常采用(yòng)兩大類(lèi)，一類是(shi)✌️基于伯(bó)努力方(fāng)程原理(li)的，如差(chà)壓孔闆(pan)﹑音速噴(pen)嘴、阿✌️牛(niu)巴、德爾(er)塔巴、平(ping)衡式等(deng)，在這類(lei)儀表中(zhōng)㊙️，又以 差(cha)壓孔闆(pǎn)流量計(jì) 、 阿牛巴(bā)流量計(ji) 、德爾塔(tǎ)巴占比(bi)較多；另(ling)一類是(shi)基于線(xian)性連續(xu)方程原(yuan)理的，如(ru)渦流量(liàng)計、質量(liang)流量計(ji)，由于質(zhì)量流量(liang)計價格(gé)昂貴，且(qiě)高🔞溫狀(zhuàng)态下精(jīng)度喪失(shi)，故而又(yòu)多以渦(wo)流量計(jì) 計量爲(wèi)主。

   基于(yu)伯努力(li)方程原(yuán)理的蒸(zheng)汽計量(liàng)儀表，其(qi)流量計(jì)🍓量方程(chéng)式爲（1）：
   公(gong)式（1）說明(míng)，一方面(miàn)由于方(fang)程式中(zhong)存在着(zhe)介質蒸(zhēng)汽的密(mì)度ρf，因此(ci)，計量儀(yí)表的标(biāo)定在氧(yǎng)化鋁企(qǐ)業中是(shì)個很麻(má)煩而且(qiě)☎️往往不(bú)準🧑🏾‍🤝‍🧑🏼确的(de)，一般生(sheng)産廠大(da)都采用(yòng)水标定(dìng)，這種方(fāng)法标定(dìng)出來的(de)精度，不(bu)代表測(ce)量蒸汽(qì)的精度(dù)。另一方(fang)面由于(yu)方程式(shi)（1）中還有(yǒu)一個氣(qi)體的膨(peng)脹系🧑🏽‍🤝‍🧑🏻數(shu)τ，對于不(bu)同的蒸(zhēng)汽，不同(tóng)的壓力(li)，不同的(de)溫度條(tiáo)件💋下的(de)膨脹系(xi)數都不(bu)盡相同(tóng)，因此👨‍❤️‍👨，即(jí)使用壓(ya)縮空氣(qi)進行标(biāo)定出來(lái)的精度(du)也不代(dài)表測量(liàng)蒸💜汽的(de)精度。
2 渦(wo)街流量(liang)計工作(zuo)原理
渦(wō)街流量(liang)計是基(ji)于線性(xing)連續方(fāng)程原理(li):

   在這個(ge)公式（2）中(zhōng)有2個函(hán)數，一個(ge)是流體(tǐ)流速v，另(lìng)一個🔅是(shi)斯特勞(láo)哈爾數(shu)St，而斯特(te)勞哈爾(ěr)數St是雷(lei)諾數Re的(de)函數，當(dāng)雷諾數(shù)Re到達20000後(hou)，斯特勞(láo)哈爾數(shu)St就是一(yi)個常數(shù)✍️。當渦街(jiē)流量計(jì)測量發(fa)生體形(xíng)😍狀固定(ding)，迎流面(miàn)寬度就(jiù)一定，這(zhe)樣一來(lái)，頻🐕率僅(jǐn)僅取決(jué)于流體(ti)流速，是(shi)線性連(lian)續方程(chéng)，通過圖(tu)1示渦街(jiē)流量計(ji)測量模(mó)型推導(dao)🚩，得到流(liu)量計🏃‍♂️量(liàng)方程式(shi)（3）：


   渦街流(liu)量計是(shì)基于線(xian)性連續(xu)方程原(yuan)理，隻要(yao)雷諾📧數(shù)大于20000，測(cè)❗量與流(liu)體的性(xing)質無關(guān)，與密度(du)、黏度等(děng)均無關(guān)。用水标(biāo)定出來(lai)的流量(liang)系數同(tong)樣适用(yong)于蒸汽(qì)計量，在(zài)常溫下(xià)🌂标定出(chu)的流量(liàng)⭕系數同(tong)樣适用(yòng)于低溫(wēn)和高溫(wēn)蒸汽。這(zhè)樣，渦街(jiē)流量計(ji)更能适(shi)應氧化(hua)鋁企業(ye)内高低(di)壓、不同(tong)溫度蒸(zhēng)汽計量(liàng)的需求(qiú)。

K爲流量(liang)系數，含(hán)義是每(měi)升流量(liang)由幾個(ge)脈沖表(biao)示，即📱是(shì)P/L，經過公(gong)式變換(huàn)，實際運(yùn)用中的(de)渦街流(liu)量計計(ji)算公式(shì)（4）：

   一般，渦(wō)街流量(liang)計的流(liú)量系數(shu)，其實在(zài)設計時(shí)就已經(jing)定✊下來(lái)了🧡，但是(shì)每個生(shēng)産廠都(dou)要對每(mei)一台流(liú)量計進(jin)行标定(ding)，就是爲(wèi)了檢驗(yan)制造誤(wu)差。但不(bu)管這個(ge)📐數是什(shi)麽數，标(biao)定合格(ge)了的流(liu)📐量系數(shu)😍就是正(zheng)确計量(liang)的常數(shù)🚶‍♀️，适用于(yu)不🈲同工(gong)況狀态(tài)的蒸汽(qì)。
   另外要(yào)注意，從(cóng)公式（4）可(ke)以看出(chū)，渦街流(liú)量計隻(zhi)能測流(liú)體的工(gōng)況體積(ji)方，質量(liang)方和标(biāo)準體積(jī)方是根(gēn)據密度(dù)或壓力(lì)溫度換(huàn)算出來(lai)的。
3 氧化(huà)鋁生産(chan)中蒸汽(qi)計量設(she)計選型(xíng)
   以表1爲(wèi)例，氧化(huà)鋁企業(ye)蒸汽需(xu)要計量(liàng)點在 8~10個(gè)左右💰，且(qie)一般均(jun)🏃🏻爲過熱(rè)蒸汽，數(shù)學模式(shi)爲二 元(yuan)函數，因(yīn)此,設計(ji)時需要(yao)考慮壓(ya)力、溫度(dù)雙補償(cháng)。
3.1 工藝參(can)數的選(xuan)擇
設計(ji)選型時(shi)要考慮(lǜ)的因素(sù)包括：流(liú)量參數(shù)範圍、壓(yā)☔力參數(shù)🛀🏻範圍、溫(wen)度參數(shu)範圍，以(yi)流量選(xuǎn)通徑。同(tóng)時遵循(xun)如下原(yuan)則：
（1）最高(gao)壓力情(qing)況下考(kao)慮最小(xiǎo)流量是(shì)否在該(gāi)通徑的(de)工作範(fan)㊙️圍❗之内(nei)；
（2）最低壓(yā)力情況(kuàng)下考慮(lü)最大流(liu)量是否(fǒu)超出該(gai)通徑的(de)工作範(fàn)圍之内(nèi)；
   另外，最(zuì)高溫度(du)對應脈(mo)沖輸出(chū)時應考(kao)慮發生(sheng)體寬度(du)的膨脹(zhàng)系數，工(gong)況溫度(du)條件下(xià)的流量(liang)系數Kt：

其(qi)中：T爲工(gōng)況溫度(du)；K爲标準(zhǔn)流量系(xì)數（一般(ban)在儀表(biao)銘🤟牌上(shang)）。
3.2 通徑的(de)選擇
設(she)計選型(xíng)時，考慮(lǜ)到減少(shǎo)壓力損(sǔn)失，在進(jin)行蒸汽(qì)計量時(shí)，對流量(liàng)下限有(you)一定要(yào)求，要根(gen)據蒸汽(qi)流量的(de)㊙️大小來(lai)選取流(liú)量計的(de)通徑，而(er)不能根(gēn)據原管(guan)道内徑(jing)來選🥰取(qǔ)流量計(ji)通徑。蒸(zhēng)汽流量(liàng)計通徑(jìng)選擇可(kě)以采用(yong)查表法(fǎ)及計算(suan)驗證。
查(cha)表法即(jí)是在産(chǎn)品樣本(běn)上，根據(ju)工況壓(ya)力下蒸(zhēng)汽🧑🏽‍🤝‍🧑🏻可測(cè)流量範(fàn)圍表查(chá)取流量(liang)通徑；然(rán)後計算(suan)驗證流(liu)🌍速、雷諾(nuò)數是否(fǒu)在一定(dìng)範圍内(nèi)。
（1）流速計(ji)算：蒸汽(qi)流速範(fan)圍一般(bān)2m/s~60m/s，最高應(yīng)＜80m/s。

其中：V爲(wei)流速；
Q爲(wèi)體積流(liú)量：D爲流(liu)量計通(tōng)徑。（2）雷諾(nuò)數計算(suàn)法：①最低(dī)流🔴量時(shí)的雷諾(nuò)數不得(de)小于5000；②保(bǎo)證精度(dù)最低流(liú)量時的(de)雷諾數(shù)不得小(xiao)于20000。Re》

其中(zhōng)：V爲流速(sù)；ρ爲密度(dù)；μ介質黏(nián)度；D爲流(liú)量計通(tong)徑。當然(rán)有的産(chan)品能提(ti)供計算(suàn)機選型(xing)軟件，直(zhí)接把相(xiàng)關工藝(yi)參數輸(shū)入，就能(néng)得到理(lǐ)想的結(jie)果。
3.3 注意(yì)事項
（1）選(xuǎn)擇信号(hao)輸出時(shí)建議使(shi)用脈沖(chòng)（頻率）輸(shu)出方式(shi)，如果要(yao)❤️求輸💋出(chu)電流信(xìn)号，轉換(huàn)過程将(jiāng)喪失±0.2%~0.4%精(jīng)度。
（2）在氧(yang)化鋁企(qi)業中，蒸(zheng)汽的溫(wēn)度一般(bān)都大于(yu)150℃，建議采(cǎi)用分體(ti)型渦街(jie)流量計(jì)，另外一(yi)定要考(kao)慮溫度(dù)和壓力(lì)補償問(wèn)題。
4 安裝(zhuang)要求
在(zài)氧化鋁(lǚ)企業蒸(zheng)汽測量(liang)過程中(zhong)，被測蒸(zhēng)汽具有(you)穩定流(liu)态是保(bǎo)㊙️證渦街(jie)流量計(jì)準确測(ce)量的前(qian)提條件(jiàn)，要使渦(wō)街☎️流量(liàng)計的測(ce)量值更(gèng)穩定、準(zhun)确，安裝(zhuang)時需注(zhù)意以下(xia)幾點。
（1）安(an)裝确保(bǎo)傳感器(qi)銘牌上(shang)的箭頭(tou)指向與(yǔ)流體流(liu)向一🌍緻(zhì)。
（2）安裝建(jian)議遵循(xún)直管段(duan)的要求(qiú)，見表2，當(dāng)現場無(wú)法滿足(zú)直管段(duan)要求時(shí)，建議采(cai)用與渦(wō)街流量(liàng)計配套(tao)的流量(liàng)鎮流器(qi)。

（3）安裝傳(chuan)感器避(bi)開振動(dong)源或者(zhe)在振動(dong)較小的(de)地方，遠(yuan)離大功(gong)🍓率用電(diàn)設備。
（4）安(ān)裝帶焊(han)接時要(yào)注意搭(da)鐵的位(wei)置，防止(zhǐ)壓電晶(jīng)片的損(sǔn)壞，一般(bān)要件焊(hàn)左搭左(zuǒ)，焊右搭(dā)右。
5 常見(jian)問題及(ji)注意事(shi)項
5.1 無流(liú)量有信(xìn)号
   首先(xian)檢測判(pan)斷是否(fǒu)有振動(dòng)，如有輕(qīng)微振動(dong)，處理方(fang)法是外(wài)部機🐪械(xie)消振措(cuò)施，如用(yòng)橡膠軟(ruǎn)接頭，橡(xiàng)膠軟🍉墊(niàn)等消振(zhen)，用支架(jià)固💋定管(guan)🆚道；或者(zhě)是根據(ju)産品說(shuō)明書調(diào)整參數(shù)設置，消(xiāo)除振動(dòng)。如嚴重(zhòng)振動，則(zé)是更改(gǎi)流量計(jì)安💞裝位(wèi)置、加固(gu)管線、流(liú)⛹🏻‍♀️量計前(qián)後加軟(ruan)連接。
   其(qí)次檢測(cè)判斷是(shì)否有50Hz工(gōng)頻幹擾(rao)通常采(cai)用頻率(lǜ)計測量(liang)或電流(liu)值計算(suàn)方法。這(zhè)裏介紹(shao)電流值(zhi)計算方(fang)法，計🈲算(suàn)公🏃‍♂️式（8）：

   如(ru)果計算(suàn)出的結(jié)果是或(huo)者接近(jìn)50Hz，可采取(qu)保證轉(zhuǎn)換器的(de)外殼接(jie)地螺釘(ding)可靠接(jie)地或者(zhe)把整個(ge)轉換器(qì)浮地。
5.2 有(you)流量無(wu)信号
   首(shǒu)先檢測(ce)接線是(shì)否正确(què)，供電電(diàn)源的電(dian)壓等級(ji)是否符(fu)合要求(qiú)，電源極(jí)性是否(fǒu)接正确(que)，分體式(shì)的還要(yao)檢測專(zhuān)用💃電纜(lǎn)是否連(lian)接正确(què)，再有就(jiù)是檢查(cha)發生體(ti)、轉換器(qi)是否💯損(sǔn)壞。其次(ci)判斷實(shi)際工藝(yì)蒸汽流(liú)量🈲是否(fǒu)太小，判(pan)斷方法(fǎ)☔是在靠(kao)近🌏流量(liàng)計的管(guǎn)道旁有(you)🐪規律地(di)連續💋敲(qiao)擊,無論(lun)何種型(xíng)号的流(liu)🙇🏻量計均(jun1)會出💛現(xian)流量顯(xian)示。處理(lǐ)辦法就(jiu)是更💁換(huàn)通徑小(xiao)一些的(de)流量計(ji)或在工(gōng)藝條件(jiàn)允許的(de)情況下(xia)加大流(liú)量。
5.3 流量(liang)不穩定(dìng)
   現場觀(guan)察流量(liang)計安裝(zhuang)時墊片(piàn)是否同(tóng)心或伸(shen)人管道(dao)，工📱藝🔱管(guǎn)道是否(fou)符合表(biǎo)2氧化鋁(lü)企業安(ān)裝要求(qiu)或者産(chan)🔞品說明(ming)書🏒的最(zuì)大要求(qiu)。處理辦(ban)法就是(shì)正确選(xuǎn)用配套(tao)墊片并(bìng)正确裝(zhuāng)配，更改(gai)流量計(jì)安裝位(wèi)置或🌏加(jia)流量鎮(zhen)流器。
6 小(xiǎo)結
   渦街(jiē)流量計(ji)是基于(yu)線性連(lián)續方程(cheng)原理進(jìn)行測量(liàng)的新型(xíng)流量計(ji)，因具有(you)良好的(de)介質适(shì)應能力(li)，是節流(liú)式流量(liàng)計的👨‍❤️‍👨理(li)想替代(dai)産品。它(ta)可以測(ce)量氧化(huà)鋁🈲企業(ye)高低壓(yā)蒸汽，在(zài)氧化鋁(lǚ)行業中(zhong)廣泛應(yīng)用。但隻(zhī)有在正(zhèng)确設計(jì)、正确選(xuǎn)型以及(ji)正确安(ān)裝的條(tiáo)件下🏃‍♂️才(cai)能保證(zheng)其測量(liàng)準确穩(wěn)♈定，爲降(jiàng)低氧化(hua)鋁能源(yuán)消耗發(fā)揮其應(yīng)有的作(zuo)用。

 

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