摘要(yao)：天然(ran)氣是(shi)一種(zhong)多組(zu)分複(fu)雜的(de)混合(he)氣體(ti),其流(liu)量🔞的(de)計量(liang)過🥰去(qu)采用(yong)同心(xin)直角(jiao) 孔闆(pan)差壓(ya)式流(liu)量計(ji) 測量(liang)方式(shi),由于(yu)多種(zhong)因素(su)易引(yin)起測(ce)量誤(wu)差。從(cong)智能(neng)型渦(wo)街流(liu)量計(ji) 簡單(dan)的工(gong)作原(yuan)理,使(shi)用實(shi)例介(jie)紹應(ying)用渦(wo)街流(liu)量計(ji)測❌量(liang)天然(ran)氣流(liu)量,提(ti)高天(tian)然氣(qi)計量(liang)的精(jing)度。
1前(qian)言
　　合(he)成氨(an)裝置(zhi)進入(ru)生産(chan)界區(qu)的燃(ran)料氣(qi)和原(yuan)料氣(qi)的流(liu)量測(ce)量🆚,采(cai)用的(de)流量(liang)計是(shi)節流(liu)元件(jian)爲标(biao)準孔(kong)闆㊙️和(he)均速(su)流🈲量(liang)管的(de)差壓(ya)式流(liu)量計(ji)。由于(yu)天然(ran)氣是(shi)一種(zhong)複雜(za)的多(duo)組分(fen)的氣(qi)體混(hun)合物(wu),天然(ran)氣輸(shu)送中(zhong)夾帶(dai)的雜(za)質和(he)水份(fen),常常(chang)會造(zao)成孔(kong)闆結(jie)碳髒(zang)物,均(jun)速💜流(liu)量管(guan)靜動(dong)💜壓孔(kong)堵塞(sai),加之(zhi)裝置(zhi)本身(shen)的精(jing)度低(di),很難(nan)使天(tian)然氣(qi)的流(liu)量測(ce)量準(zhun)确可(ke)靠。
　　智(zhi)能型(xing)渦街(jie)流量(liang)計(又(you)稱漩(xuan)渦流(liu)量計(ji)),是一(yi)種新(xin)型的(de).流量(liang)儀👈表(biao),從70年(nian)代末(mo)出現(xian)至今(jin),相維(wei)出現(xian)了熱(re)敏式(shi)壓🙇‍♀️敏(min)式應(ying)力式(shi)超聲(sheng)式電(dian)容式(shi)等各(ge)種形(xing)式的(de)儀㊙️表(biao),随着(zhe)科學(xue)技術(shu)的日(ri)🐉新月(yue)異🌂,渦(wo)街流(liu)量計(ji)的發(fa)展✌️速(su)度也(ye)是非(fei)常驚(jing)人🔞的(de)。
2渦街(jie)流量(liang)計測(ce)量原(yuan)理及(ji)應用(yong)
　　智能(neng)型渦(wo)街流(liu)量計(ji)是利(li)用流(liu)體力(li)學中(zhong)卡門(men)渦街(jie)的原(yuan)理制(zhi)作的(de)一種(zhong)儀表(biao),其原(yuan)理如(ru)圖1,圖(tu)2所示(shi),當在(zai)流體(ti)流動(dong)🈲的管(guan)道中(zhong)放入(ru)🈲一個(ge)柱體(ti)障礙(ai)物(漩(xuan)渦發(fa)生體(ti))時💞,在(zai)發生(sheng)體下(xia)遊🔞的(de)兩側(ce)就會(hui)交替(ti)地産(chan)生漩(xuan)⛱️渦,這(zhe)些漩(xuan)💚渦就(jiu)是卡(ka)門漩(xuan)渦，也(ye)稱卡(ka)門渦(wo)街。對(dui)于 渦(wo)街流(liu)量計(ji) ,在一(yi)定雷(lei)諾數(shu)範圍(wei)内(2×104~7×106)内(nei),下列(lie)方程(cheng)成立(li):
f=St×v/d
式中(zhong)
f:發生(sheng)體一(yi)側産(chan)生的(de)卡門(men)渦街(jie)頻率(lü)
St:斯特(te)勞哈(ha)爾數(shu)(無量(liang)綱數(shu))
v:流體(ti)的流(liu)速
d:漩(xuan)渦發(fa)生體(ti)的寬(kuan)度

　　St的(de)值與(yu)漩渦(wo)發生(sheng)體寬(kuan)度d和(he)雷諾(nuo)數Re有(you)關。當(dang)雷諾(nuo)數Re<2×106情(qing)況下(xia),St爲☔變(bian)數;當(dang)Re在2×104~7×106的(de)範圍(wei)内,St值(zhi)基本(ben)保持(chi)不變(bian),這段(duan)範圍(wei)爲⛷️流(liu)量計(ji)的正(zheng)常測(ce)量範(fan)圍。在(zai)漩渦(wo)發生(sheng)體寬(kuan)度d和(he)斯特(te)勞哈(ha)爾數(shu)St爲定(ding)值時(shi),漩渦(wo)産生(sheng)的頻(pin)率f與(yu)流體(ti)的平(ping)均流(liu)速V成(cheng)正比(bi),因此(ci),可以(yi)從漩(xuan)渦産(chan)生的(de)頻率(lü)f求出(chu)流體(ti)的平(ping)均流(liu)速V。
　　由(you)于漩(xuan)渦流(liu)量計(ji)的管(guan)道内(nei)插有(you)漩渦(wo)發生(sheng)體,因(yin)此在(zai)漩🔞渦(wo)發生(sheng)體處(chu)的流(liu)速與(yu)管道(dao)内其(qi)他部(bu)位的(de)平均(jun)流🌐速(su)不同(tong),根據(ju)流體(ti)連續(xu)方程(cheng):Q=V1A1=V2A2
式中(zhong)Q:通過(guo)流量(liang)計的(de)流體(ti)流量(liang)
A1:流量(liang)計管(guan)道的(de)載面(mian)積.
V1:流(liu)量計(ji)管道(dao)内流(liu)體的(de)平均(jun)流速(su)
A2:漩渦(wo)發生(sheng)體處(chu)管道(dao)的截(jie)面積(ji)
V2:漩渦(wo)發生(sheng)體處(chu)管道(dao)内流(liu)體的(de)平均(jun)流速(su)
設:A2/A1=m
當(dang)d/D<0.35時，可(ke)近似(si)認爲(wei):
m=1-1.25d/D
式中(zhong)d:漩渦(wo)發生(sheng)體寬(kuan)度
D:流(liu)量計(ji)管道(dao)内徑(jing)
整理(li)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(ze):Q=f/k
式中(zhong):K爲流(liu)量計(ji)的流(liu)量系(xi)數,其(qi)物理(li)意義(yi)是每(mei)升流(liu)體㊙️的(de)脈👉沖(chong)數。
　　當(dang)流量(liang)計的(de)管道(dao)内徑(jing)D和漩(xuan)渦發(fa)生體(ti)寬度(du)d爲确(que)定值(zhi)時,K值(zhi)随之(zhi)而确(que)定。從(cong)Q=f/K可知(zhi):在一(yi)定的(de)雷諾(nuo)數Re範(fan)圍内(nei),流⭐量(liang)Q與漩(xuan)渦的(de)頻率(lü)f成線(xian)性關(guan)系,隻(zhi)要測(ce)量出(chu)漩渦(wo)的頻(pin)🐪率f就(jiu)能求(qiu)得流(liu)過流(liu)量計(ji)管道(dao)流體(ti)的體(ti)積流(liu)量Q。漩(xuan)渦流(liu)量計(ji)用一(yi)個有(you)壓🏃電(dian)元件(jian)的傳(chuan)感器(qi)組件(jian)來測(ce)量交(jiao)替作(zuo)用于(yu)發生(sheng)體的(de)應力(li)而産(chan)生的(de)漩⛹🏻‍♀️渦(wo)頻率(lü)f。
　　對渦(wo)街流(liu)量計(ji)的安(an)裝要(yao)求,與(yu)一般(ban) 孔闆(pan)流量(liang)計 的(de)安裝(zhuang)要求(qiu)有許(xu)多相(xiang)同,流(liu)體流(liu)向要(yao)與流(liu)量計(ji)标示(shi)一🌍緻(zhi)💋。夾持(chi)型渦(wo)街流(liu)量計(ji),要把(ba)儀器(qi)的口(kou)徑對(dui)準鄰(lin)近管(guan)道的(de)内孔(kong),這一(yi)點很(hen)重要(yao),否則(ze)将影(ying)響測(ce)量準(zhun)确。安(an)裝正(zheng)确🏒無(wu)誤後(hou),将流(liu)量計(ji)的有(you)關參(can)數設(she)置好(hao),即可(ke)投入(ru)使用(yong)。YF100型♍(E型(xing))YEQFLO(渦街(jie)流量(liang)計)是(shi)一種(zhong)新穎(ying)的🙇‍♀️智(zhi)能型(xing)流量(liang)計,由(you)于功(gong)能齊(qi)全,該(gai)儀表(biao)可用(yong)标準(zhun)的遙(yao)控通(tong)信和(he)現場(chang)本機(ji)通信(xin),先⁉️進(jin)的通(tong)信功(gong)能使(shi)你可(ke)通過(guo)控制(zhi)室“CTM-XL”或(huo)✏️“μXL”操作(zuo)面🥰闆(pan),或用(yong)現場(chang)顯示(shi)器本(ben)機🏃🏻手(shou)持電(dian)腦終(zhong)端(BT200)來(lai)監💛控(kong)運行(hang)情況(kuang)和設(she)定參(can)數。一(yi)旦選(xuan)定要(yao)測💞量(liang)的流(liu)體後(hou),儀表(biao)所要(yao)求的(de)僅僅(jin)是實(shi)際需(xu)要的(de)那些(xie)參數(shu),并且(qie)簡🐪單(dan)方便(bian)易操(cao)作。其(qi)主要(yao)參🏃‍♂️數(shu)的設(she)置如(ru)圖3所(suo)示。
　　從(cong)圖3中(zhong)可以(yi)看出(chu),該流(liu)量計(ji)的測(ce)量流(liu)體可(ke)是液(ye)體、氣(qi)體和(he)蒸汽(qi),并且(qie)可作(zuo)質量(liang)型流(liu)量測(ce)量,或(huo)工作(zuo)狀況(kuang)下的(de)體‼️積(ji)流量(liang)測量(liang)與标(biao)準狀(zhuang)況下(xia)的體(ti)積流(liu)量測(ce)量。

　　工藝(yi)生産(chan)上已(yi)習慣(guan)于用(yong)标準(zhun)狀況(kuang)下的(de)體積(ji)流量(liang)來操(cao)💃🏻作和(he)進行(hang)物料(liao)平衡(heng)計算(suan)，加之(zhi)天然(ran)氣這(zhe)種多(duo)組分(fen)的氣(qi)體混(hun)合物(wu),質量(liang)測量(liang)中要(yao)求的(de)介質(zhi)密度(du)和粘(zhan)度非(fei)常确(que)切的(de)數值(zhi)難于(yu)實現(xian),在⛷️實(shi)際使(shi)用上(shang)采用(yong)了标(biao)準狀(zhuang)況氣(qi)體體(ti)積流(liu)量測(ce)量的(de)方式(shi)。
　　流量(liang)計的(de)測量(liang)是基(ji)于Q=f/k公(gong)式,這(zhe)裏Q是(shi)天然(ran)氣在(zai)實際(ji)工作(zuo)壓力(li)和溫(wen)度下(xia)的體(ti)積流(liu)量,換(huan)算.到(dao)标準(zhun)狀态(tai)下的(de)體積(ji)流量(liang)應爲(wei):
Q棟=P/Pn×(Tn+273.15)/(Tr+273.15)×QvK
　　這(zhe)是普(pu)遍應(ying)用的(de)測量(liang)方法(fa),從上(shang)式看(kan),測量(liang)的累(lei)積是(shi)在一(yi)🔴定工(gong)作時(shi)間内(nei)的平(ping)均溫(wen)度和(he)平均(jun)壓力(li)折㊙️算(suan)到👨‍❤️‍👨标(biao)準狀(zhuang)态下(xia)的體(ti)積,爲(wei)保證(zheng)流量(liang)累積(ji)量的(de)準确(que),必須(xu)進行(hang)在線(xian)實時(shi)溫度(du)壓力(li)測量(liang),是通(tong)過DCS内(nei)部運(yun)算功(gong)能來(lai)實現(xian)其溫(wen)度壓(ya)力補(bu)償的(de),補償(chang)方式(shi)爲:

3渦(wo)街流(liu)量計(ji)與差(cha)壓式(shi)流量(liang)計的(de)比較(jiao)，
　　天然(ran)氣流(liu)量測(ce)量,過(guo)去全(quan)部采(cai)用的(de)是孔(kong)闆取(qu)壓,近(jin)年選(xuan)用了(le)渦街(jie)流量(liang)計測(ce)量天(tian)然氣(qi)流量(liang)，表2是(shi)渦街(jie)🏃🏻流量(liang)計與(yu)差壓(ya)式流(liu)量計(ji)♊的主(zhu)要性(xing)能比(bi)較,同(tong)時表(biao)明了(le)爲什(shi)麽要(yao)🙇🏻選用(yong)渦街(jie)流量(liang)計來(lai)測量(liang)天然(ran)氣，

　　智(zhi)能型(xing)渦街(jie)流量(liang)計結(jie)構簡(jian)單,檢(jian)測元(yuan)件不(bu)接觸(chu)介質(zhi),可測(ce)腐蝕(shi)性、較(jiao)髒介(jie)質,無(wu)運動(dong)件,可(ke)靠性(xing)高,耐(nai)用性(xing)強,使(shi)用命(ming)壽命(ming)長，基(ji)本上(shang)無需(xu)維護(hu),在天(tian)然氣(qi)流🐉量(liang)測量(liang)⭕上得(de)到了(le)很好(hao)的應(ying)用,大(da)有全(quan)部取(qu)代孔(kong)闆式(shi)差壓(ya)計測(ce)量天(tian)然📧氣(qi)的趨(qu)勢👌。但(dan)天然(ran)氣是(shi)一種(zhong)較爲(wei)複雜(za)的多(duo)組份(fen)的氣(qi)體,引(yin)起測(ce)量誤(wu)差的(de)因素(su)比較(jiao)多。加(jia)之使(shi)用渦(wo)街流(liu)量計(ji)的時(shi)間不(bu)長,需(xu)要收(shou)集有(you)關數(shu)據,用(yong)大量(liang)的實(shi)際工(gong)作去(qu)驗證(zheng)确定(ding),積累(lei)經驗(yan),使渦(wo)街流(liu)量計(ji)在計(ji)量天(tian)然氣(qi)上更(geng)🌈加準(zhun)确,更(geng)加完(wan)善,發(fa)揮💃其(qi)全部(bu)功能(neng)。

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