渦街流(liu)量計 的(de)工作原(yuan)理、選型(xing)注意事(shi)項及安(an)裝要求(qiu)，分析渦(wo)街流量(liang)計在氧(yang)化鋁生(sheng)産蒸汽(qi)計量使(shi)用過程(cheng)中的常(chang)🐉見問題(ti)及相應(ying)對策。
　　拜(bai)耳法生(sheng)産氧化(hua)鋁過程(cheng)中，蒸汽(qi)是氧化(hua)鋁企業(ye)運行✔️中(zhong)的重要(yao)🔅能源，用(yong)于加熱(re)苛性鈉(na)溶液與(yu)鋁土礦(kuang)💔石，同時(shi)也用于(yu)加熱濃(nong)縮分解(jie)後的母(mu)液。據統(tong)計蒸汽(qi)消耗✔️占(zhan)氧化鋁(lü)能源📞成(cheng)本的👌40%~60%。對(dui)于氧化(hua)鋁企業(ye)，蒸🧑🏾‍🤝‍🧑🏼汽消(xiao)耗成爲(wei)企業成(cheng)本的重(zhong)要組成(cheng)部分，在(zai)氧化鋁(lü)企業的(de)發展和(he)生存中(zhong)起着決(jue)定性因(yin)素。
1氧化(hua)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(he)能耗主(zhu)要由蒸(zheng)汽、電力(li)、水、壓縮(suo)空氣和(he)燃料組(zu)成，其中(zhong)蒸汽是(shi)氧化👨‍❤️‍👨鋁(lü)生産的(de)主要能(neng)源消耗(hao)🤩指标之(zhi)一，汽耗(hao)的高低(di)直♉接反(fan)映這個(ge)企🈚業的(de)生産管(guan)理和駕(jia)馭生産(chan)的能力(li)。
　　以某一(yi)氧化鋁(lü)爲例，工(gong)藝綜合(he)能耗約(yue)15.72GJ/t-Al2O3，蒸汽約(yue)占42%，其‼️中(zhong)蒸汽由(you)高🙇‍♀️壓蒸(zheng)汽和低(di)壓蒸汽(qi)兩部分(fen)組成。表(biao)1爲某氧(yang)化鋁企(qi)業高低(di)壓蒸汽(qi)消耗點(dian)。
　　以表1爲(wei)例，氧化(hua)鋁企業(ye)蒸汽需(xu)要計量(liang)點一般(ban)在8~10個🤩，用(yong)汽量從(cong)😘3.5~206t/h不等，溫(wen)度和壓(ya)力也不(bu)盡相同(tong)。
　　目前，在(zai)氧化鋁(lü)企業蒸(zheng)汽計量(liang)儀表通(tong)常采用(yong)兩大類(lei)🏃‍♂️，一類是(shi)基于伯(bo)努力方(fang)程原理(li)的，如 差(cha)壓孔闆(pan)流量計(ji) ﹑音速噴(pen)嘴、 阿牛(niu)巴流量(liang)計 、德爾(er)塔巴、平(ping)衡式等(deng)，在這類(lei)儀表中(zhong)，又以差(cha)壓孔闆(pan)💰、阿牛🧑🏾‍🤝‍🧑🏼巴(ba)、德爾塔(ta)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(liang)計、質量(liang)流量計(ji)，由于質(zhi)量流量(liang)計價格(ge)昂貴，且(qie)高溫狀(zhuang)态下精(jing)度喪失(shi)，故而又(you)多以渦(wo)流量計(ji)計量爲(wei)主。

基于(yu)伯努力(li)方程原(yuan)理的蒸(zheng)汽計量(liang)儀表，其(qi)流量計(ji)量方程(cheng)式🔞爲（1）：

其(qi)中：
Qf爲工(gong)況體積(ji)流量；
P爲(wei)差壓；
ρf爲(wei)工況下(xia)介質密(mi)度；
σ爲流(liu)量系數(shu)；
k與介質(zhi)黏度加(jia)工精度(du)有關系(xi)數；
τ爲介(jie)質膨脹(zhang)系數。
　　公(gong)式（1）說明(ming)，一方面(mian)由于方(fang)程式中(zhong)存在着(zhe)介質蒸(zheng)汽✂️的密(mi)👉度ρf，因🔴此(ci)，計量儀(yi)表的标(biao)定在氧(yang)化鋁企(qi)業中是(shi)個很麻(ma)煩而且(qie)往往💘不(bu)準确的(de)，一般生(sheng)産廠大(da)都采📱用(yong)水标定(ding)，這種方(fang)法标🌐定(ding)出來的(de)精度，不(bu)代表測(ce)量蒸汽(qi)的精度(du)。另一方(fang)面由于(yu)方程式(shi)（1）中還有(you)一個氣(qi)體的膨(peng)脹系數(shu)τ，對于不(bu)同的蒸(zheng)汽，不同(tong)的壓力(li)，不同的(de)溫度條(tiao)件下的(de)膨脹系(xi)數都不(bu)盡相同(tong)，因此，即(ji)使用壓(ya)縮空氣(qi)進行标(biao)定出來(lai)的精度(du)也不代(dai)表測量(liang)💚蒸汽的(de)精度。
2渦(wo)街流量(liang)計工作(zuo)原理
渦(wo)街流量(liang)計是基(ji)于線性(xing)連續方(fang)程原理(li):

其中：
St斯(si)特勞哈(ha)爾數，無(wu)量綱；
v介(jie)質流速(su)；
f頻率Hz/S；
d迎(ying)流面寬(kuan)度。
　　在這(zhe)個公式(shi)（2）中有2個(ge)函數，一(yi)個是流(liu)體流速(su)v，另一個(ge)💚是斯特(te)🙇‍♀️勞🌈哈爾(er)數St，而斯(si)特勞哈(ha)爾數St是(shi)雷諾數(shu)Re的函⁉️數(shu)，當雷諾(nuo)數Re到💃達(da)20000後，斯特(te)勞哈爾(er)數St就是(shi)一個常(chang)數。當渦(wo)街💃🏻流量(liang)計測量(liang)發生體(ti)形狀固(gu)定，迎流(liu)面寬度(du)就一定(ding)，這樣一(yi)來，頻率(lü)僅僅取(qu)決于流(liu)體流速(su)，是線性(xing)連續方(fang)程，通過(guo)圖1示渦(wo)街流量(liang)計測👣量(liang)模型推(tui)導，得到(dao)流量計(ji)量🏃🏻‍♂️方程(cheng)式（3）：

　　其中(zhong)：St斯特勞(lao)哈爾數(shu)，無量綱(gang)；f頻率Hz/S；D流(liu)量計通(tong)徑；d迎流(liu)面寬度(du)。
　　渦街流(liu)量計是(shi)基于線(xian)性連續(xu)方程原(yuan)理，隻要(yao)雷諾數(shu)大于20000，測(ce)量💜與流(liu)體的性(xing)質無關(guan)，與密度(du)、黏度等(deng)均無關(guan)。用水标(biao)定出來(lai)🔅的流量(liang)系數同(tong)樣适用(yong)于蒸汽(qi)計量，在(zai)常溫下(xia)标定出(chu)🔴的流量(liang)系數同(tong)🈚樣适用(yong)于低溫(wen)和高溫(wen)蒸汽。這(zhe)樣，渦街(jie)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(zheng)汽計量(liang)的需求(qiu)。

　　K爲流量(liang)系數，含(han)義是每(mei)升流量(liang)由幾個(ge)脈沖表(biao)示，即是(shi)P/L，經過公(gong)式變換(huan)，實際運(yun)用中的(de)渦街流(liu)量計計(ji)算公式(shi)㊙️（4）：

　　一般，渦(wo)街流量(liang)計的流(liu)量系數(shu)，其實在(zai)設計時(shi)就已經(jing)定⁉️下來(lai)了，但是(shi)每個生(sheng)産廠都(dou)要對每(mei)一台流(liu)量🛀計進(jin)行标定(ding)，就是爲(wei)💋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(shu)，适用于(yu)不㊙️同工(gong)況狀态(tai)的蒸汽(qi)。
　　另外要(yao)注意，從(cong)公式（4）可(ke)以看出(chu)，渦街流(liu)量計隻(zhi)能測流(liu)體的工(gong)況❄️體積(ji)方，質量(liang)方和标(biao)準體積(ji)方是根(gen)據密度(du)或壓力(li)溫度換(huan)算出來(lai)的。
3氧化(hua)鋁生産(chan)中蒸汽(qi)計量設(she)計選型(xing)
　　以表1爲(wei)例，氧化(hua)鋁企業(ye)蒸汽需(xu)要計量(liang)點在8~10個(ge)左右，且(qie)一般均(jun)🈲爲過熱(re)蒸汽，數(shu)學模式(shi)爲二元(yuan)函數，因(yin)此,設計(ji)🔱時需💃🏻要(yao)考慮壓(ya)力、溫度(du)雙補償(chang)。
3.1工藝參(can)數的選(xuan)擇
　　設計(ji)選型時(shi)要考慮(lü)的因素(su)包括：流(liu)量參數(shu)範圍、壓(ya)力參數(shu)範圍、溫(wen)度參數(shu)範圍，以(yi)流量選(xuan)通徑。同(tong)時遵循(xun)如下原(yuan)則：
（1）最高(gao)壓力情(qing)況下考(kao)慮最小(xiao)流量是(shi)否在該(gai)通徑的(de)工🐉作範(fan)圍🤟之内(nei)；
（2）最低壓(ya)力情況(kuang)下考慮(lü)最大流(liu)量是否(fou)超出該(gai)通徑的(de)工作⚽範(fan)圍之内(nei)；
另外，最(zui)高溫度(du)對應脈(mo)沖輸出(chu)時應考(kao)慮發生(sheng)體寬👨‍❤️‍👨度(du)的膨脹(zhang)系數，工(gong)況溫度(du)條件下(xia)的流量(liang)系數Kt：

其(qi)中：
T爲工(gong)況溫度(du)；K爲标準(zhun)流量系(xi)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(xing)時，考慮(lü)到減少(shao)壓力損(sun)失，在進(jin)行蒸汽(qi)計量時(shi)，對流量(liang)下限有(you)一定要(yao)求，要根(gen)據蒸汽(qi)流量的(de)🔅大小來(lai)選取流(liu)✔️量計❗的(de)通徑，而(er)不能根(gen)據原管(guan)道内徑(jing)來選取(qu)流量計(ji)通徑.
　　蒸(zheng)汽流量(liang)計通徑(jing)選擇可(ke)以采用(yong)查表法(fa)及計算(suan)驗證。
　　查(cha)表法即(ji)是在産(chan)品樣本(ben)上，根據(ju)工況壓(ya)力下蒸(zheng)汽可測(ce)流量範(fan)圍表查(cha)取流量(liang)通徑；然(ran)後計算(suan)驗證流(liu)👈速、雷諾(nuo)數是否(fou)在一🐇定(ding)範💃圍内(nei)。
（1）流速計(ji)算：蒸汽(qi)流速範(fan)圍一般(ban)2m/s~60m/s，最高應(ying)＜80m/s。

其中：V爲(wei)流速；Q爲(wei)體積流(liu)量：D爲流(liu)量計通(tong)徑。
（2）雷諾(nuo)數計算(suan)法：①最低(di)流量時(shi)的雷諾(nuo)數不得(de)小于5000；②保(bao)證🧡精度(du)🙇🏻最低流(liu)量時的(de)雷諾數(shu)不得小(xiao)于20000。

　　其中(zhong)：V爲流速(su)；ρ爲密度(du)；μ介質黏(nian)度；D爲流(liu)量計通(tong)徑。
　　當然(ran)有的産(chan)品能提(ti)供計算(suan)機選型(xing)軟件，直(zhi)接把相(xiang)關工藝(yi)參數輸(shu)入，就能(neng)得到理(li)想的結(jie)果。
3.3注意(yi)事項
（1）選(xuan)擇信号(hao)輸出時(shi)建議使(shi)用脈沖(chong)（頻率）輸(shu)出方式(shi)，如果要(yao)求輸出(chu)電流信(xin)号，轉換(huan)過程将(jiang)喪失±0.2%~0.4%精(jing)度。
（2）在氧(yang)化鋁企(qi)業中，蒸(zheng)汽的溫(wen)度一般(ban)都大于(yu)150℃，建議采(cai)用分♋體(ti)型渦街(jie)流量計(ji)，另外一(yi)定要考(kao)慮溫度(du)和壓力(li)補✏️償問(wen)題。
4安裝(zhuang)要求
　　在(zai)氧化鋁(lü)企業蒸(zheng)汽測量(liang)過程中(zhong)，被測蒸(zheng)汽具有(you)穩定流(liu)态是保(bao)證渦街(jie)流量計(ji)精确測(ce)量的前(qian)提條件(jian)⭕，要使🌈渦(wo)街㊙️流量(liang)🧑🏽‍🤝‍🧑🏻計的測(ce)量值更(geng)穩定、準(zhun)确，安裝(zhuang)時需😄注(zhu)意以下(xia)幾點。
（1）安(an)裝确保(bao)傳感器(qi)銘牌上(shang)的箭頭(tou)指向與(yu)流體流(liu)向一緻(zhi)。
（2）安裝建(jian)議遵循(xun)直管段(duan)的要求(qiu)，見表2，當(dang)現場無(wu)法滿足(zu)🌍直管段(duan)要求時(shi)，建議采(cai)用與渦(wo)街流量(liang)計配套(tao)的流量(liang)鎮流器(qi)。
表2氧化(hua)鋁企業(ye)蒸汽計(ji)量上下(xia)遊特殊(shu)情況前(qian)後直

（3）安(an)裝傳感(gan)器避開(kai)振動源(yuan)或者在(zai)振動較(jiao)小的地(di)方🙇‍♀️，遠離(li)㊙️大🏃功率(lü)🔅用電設(she)備。
（4）安裝(zhuang)帶焊接(jie)時要注(zhu)意搭鐵(tie)的位置(zhi)，防止壓(ya)電晶片(pian)的損壞(huai)，一般要(yao)件焊左(zuo)搭左，焊(han)右搭右(you)。
5常見問(wen)題及注(zhu)意事項(xiang)
5.1無流量(liang)有信号(hao)
　　首先檢(jian)測判斷(duan)是否有(you)振動，如(ru)有輕微(wei)振動，處(chu)理方法(fa)是外⚽部(bu)機械消(xiao)振措施(shi)，如用橡(xiang)膠軟接(jie)頭，橡膠(jiao)軟墊等(deng)消振🌐，用(yong)支架固(gu)♍定管道(dao)；或者是(shi)根據産(chan)品說明(ming)書調整(zheng)參數設(she)置，消除(chu)振動。如(ru)嚴重振(zhen)動，則是(shi)更改流(liu)量計安(an)裝位置(zhi)、加😘固管(guan)線、流量(liang)計前後(hou)📱加軟連(lian)接。
　　其次(ci)檢測判(pan)斷是否(fou)有50Hz工頻(pin)幹擾通(tong)常采用(yong)頻率計(ji)測量或(huo)電流值(zhi)計算方(fang)法。這裏(li)介紹電(dian)流值計(ji)算方法(fa)，計算公(gong)式（8）：

其中(zhong)：
Qf體積方(fang)m3/h；Qm質量方(fang)Kg/h；ρ工況密(mi)度Kg/m3；Kt儀表(biao)流量系(xi)統.
如果(guo)計算出(chu)的結果(guo)是或者(zhe)接近50Hz，可(ke)采取保(bao)證轉換(huan)器的🙇🏻外(wai)殼⛷️接地(di)螺釘可(ke)靠接地(di)或者把(ba)整個轉(zhuan)換器浮(fu)地。
5.2有流(liu)量無信(xin)号
　　首先(xian)檢測接(jie)線是否(fou)正确，供(gong)電電源(yuan)的電壓(ya)等級是(shi)🔴否符合(he)要求，電(dian)源極性(xing)是否接(jie)正确，分(fen)體式的(de)還要檢(jian)測⭐專用(yong)電纜🔞是(shi)否連接(jie)正确，再(zai)有就是(shi)檢查發(fa)生體、轉(zhuan)換🥰器是(shi)否損壞(huai)。
　　其次判(pan)斷實際(ji)工藝蒸(zheng)汽流量(liang)是否太(tai)小，判斷(duan)方法是(shi)在靠⭕近(jin)流量計(ji)的管道(dao)旁有規(gui)律地連(lian)續敲擊(ji),無🏃🏻‍♂️論何(he)種型号(hao)的流量(liang)計均㊙️會(hui)出現流(liu)量顯示(shi)。處理辦(ban)法就是(shi)👄更換通(tong)徑小一(yi)些的流(liu)量計或(huo)在工藝(yi)條件允(yun)許的情(qing)況下加(jia)大流量(liang)。
5.3流量不(bu)穩定
　　現(xian)場觀察(cha)流量計(ji)安裝時(shi)墊片是(shi)否同心(xin)或伸人(ren)管道，工(gong)藝管道(dao)是否符(fu)合表2氧(yang)化鋁企(qi)業安裝(zhuang)要求或(huo)者産品(pin)說♌明書(shu)的最🔞大(da)要⭐求。處(chu)理辦法(fa)就是正(zheng)确選用(yong)配套📧墊(nian)片并正(zheng)确裝配(pei)，更改流(liu)量計🤩安(an)裝位置(zhi)或加流(liu)量鎮流(liu)器。
6小結(jie)
　　渦街流(liu)量計是(shi)基于線(xian)性連續(xu)方程原(yuan)理進行(hang)測量💛的(de)新型流(liu)量計，因(yin)具有良(liang)好的介(jie)質适應(ying)能力，是(shi)節流式(shi)流量計(ji)的理想(xiang)🚶替代産(chan)品。它可(ke)以測量(liang)氧化鋁(lü)企業高(gao)低壓蒸(zheng)汽，在氧(yang)化鋁行(hang)業中廣(guang)泛應用(yong)。但隻有(you)在正确(que)設計、正(zheng)确選型(xing)以及⁉️正(zheng)确安裝(zhuang)的條件(jian)下才能(neng)保證其(qi)✔️測量準(zhun)确穩定(ding)，爲降低(di)氧化鋁(lü)能源消(xiao)♊耗發揮(hui)其應💯有(you)的作用(yong)。

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