渦(wo)街流量(liàng)計 的工(gōng)作原理(li)、選型注(zhu)意事項(xiang)及安裝(zhuāng)要求，分(fen)析渦街(jiē)流量計(jì)在氧化(huà)鋁生産(chan)蒸汽計(ji)量使用(yòng)過程中(zhong)的常見(jian)問題及(ji)相應🈲對(dui)策。
　　拜耳(er)法生産(chan)氧化鋁(lǚ)過程中(zhōng)，蒸汽是(shì)氧化鋁(lü)企業運(yùn)行中的(de)重要能(néng)源，用于(yu)加熱苛(kē)性鈉溶(róng)液與鋁(lü)土礦石(shi)，同時也(ye)用于加(jiā)熱🚩濃縮(suo)分解後(hòu)的母液(yè)。據統計(jì)蒸汽消(xiao)耗占氧(yang)化鋁能(néng)源成本(ben)的40%~60%。對于(yú)氧化鋁(lü)企業，蒸(zheng)汽消耗(hào)成爲企(qi)業成本(běn)的重要(yào)組成部(bù)分，在氧(yǎng)化鋁❗企(qǐ)業的發(fa)展和生(sheng)存中起(qi)着決定(dìng)性因素(su)。
1氧化鋁(lü)生産中(zhong)蒸汽消(xiao)耗分布(bù)及目前(qian)的現狀(zhuang)
　　在拜耳(ěr)法氧化(huà)鋁生産(chǎn)中，工藝(yì)綜合能(néng)耗主要(yao)由蒸汽(qì)、電力、水(shuǐ)、壓💋縮空(kōng)氣和燃(rán)料組成(chéng)，其中蒸(zhēng)汽是氧(yang)化鋁生(shēng)産的⭐主(zhǔ)要能源(yuán)🈚消耗💔指(zhǐ)标之一(yi)，汽耗的(de)高低直(zhi)接反映(ying)這個企(qi)業的生(sheng)🆚産管理(lǐ)和駕馭(yu)生産的(de)能力💋。
　　以(yǐ)某一氧(yang)化鋁爲(wèi)例，工藝(yi)綜合能(néng)耗約15.72GJ/t-Al2O3，蒸(zheng)汽約占(zhan)42%，其中蒸(zhēng)汽由㊙️高(gāo)壓蒸汽(qì)和低壓(yā)蒸汽兩(liang)部分組(zu)成。表1爲(wèi)某氧化(hua)鋁企業(ye)高低壓(yā)蒸汽消(xiāo)耗點。
　　以(yǐ)表1爲例(lì)，氧化鋁(lü)企業蒸(zheng)汽需要(yao)計量點(dian)一般在(zài)8~10個，用汽(qì)量從3.5~206t/h不(bú)等，溫度(du)和壓力(li)也不盡(jin)相同。
　　目(mu)前，在氧(yang)化鋁企(qǐ)業蒸汽(qì)計量儀(yi)表通常(cháng)采用兩(liǎng)大🔴類，一(yī)類是基(ji)🍉于伯努(nǔ)力方程(cheng)原理的(de)，如 差壓(ya)孔闆流(liu)量計 ﹑音(yīn)速噴嘴(zuǐ)、 阿牛巴(bā)流量計(jì) 、德爾塔(tǎ)巴、平衡(héng)式等，在(zài)這類儀(yi)表中，又(yòu)以差壓(yā)孔闆、阿(a)牛巴、德(de)爾塔巴(ba)占比較(jiào)多；另一(yī)類是基(jī)于線性(xing)連🌈續方(fāng)程原理(lǐ)的🤟，如渦(wo)流量計(ji)、質量流(liú)量計，由(you)于質量(liang)流量計(ji)🔱價格昂(áng)貴，且高(gāo)溫狀态(tai)🌐下精度(dù)🥵喪失，故(gu)而又多(duō)以渦流(liu)量計計(ji)量爲主(zhu)。

基于伯(bo)努力方(fāng)程原理(lǐ)的蒸汽(qì)計量儀(yí)表，其流(liú)量計量(liang)🏃方程式(shi)⭐爲（1）：

其中(zhōng)：
Qf爲工況(kuang)體積流(liú)量；
P爲差(chà)壓；
ρf爲工(gōng)況下介(jiè)質密度(du)；
σ爲流量(liàng)系數；
k與(yu)介質黏(nián)度加工(gōng)精度有(yǒu)關系數(shu)；
τ爲介質(zhi)膨脹系(xì)數。
　　公式(shì)（1）說明，一(yī)方面由(you)于方程(chéng)式中存(cun)在着介(jiè)質蒸汽(qì)的密度(du)ρf，因此⚽，計(ji)量儀表(biǎo)的标定(ding)在氧化(huà)鋁企業(ye)中是個(ge)很🔞麻煩(fan)而且往(wǎng)往不準(zhǔn)确的，一(yī)般生産(chǎn)廠大都(dōu)采用水(shui)标定，這(zhe)種方法(fǎ)标定出(chū)來的精(jīng)度，不代(dài)表測量(liang)蒸汽的(de)精度。另(ling)一方⛱️面(miàn)由于方(fang)程式（1）中(zhong)還👈有一(yī)個氣體(ti)的膨脹(zhang)系數τ，對(duì)于不同(tóng)的蒸汽(qi)，不同的(de)壓力，不(bú)同🔅的溫(wen)度條件(jian)下的膨(peng)脹系數(shù)都🛀不盡(jìn)相同，因(yīn)此，即使(shi)用壓縮(suo)空氣進(jìn)行标定(ding)出來的(de)精度也(ye)不代表(biao)測量蒸(zheng)汽的精(jing)度。
2渦街(jie)流量計(ji)工作原(yuan)理
渦街(jiē)流量計(ji)是基于(yú)線性連(lián)續方程(chéng)原理:

其(qí)中：
St斯特(tè)勞哈爾(er)數，無量(liàng)綱；
v介質(zhì)流速；
f頻(pin)率Hz/S；
d迎流(liu)面寬度(du)。
　　在這個(ge)公式（2）中(zhong)有2個函(han)數，一個(gè)是流體(ti)流速v，另(lìng)一個是(shì)💋斯🏃🏻特💔勞(lao)🐕哈爾數(shu)St，而斯特(tè)勞哈爾(er)數St是雷(léi)諾數Re的(de)函數，當(dāng)雷諾數(shù)Re到達20000後(hòu)，斯特⛹🏻‍♀️勞(láo)哈爾數(shù)St就是一(yi)個常數(shu)。當渦街(jiē)流量計(jì)測量發(fā)生體形(xing)狀固定(dìng)✨，迎流面(miàn)寬度就(jiu)一定，這(zhe)樣一來(lái)，頻🎯率僅(jin)僅取決(jue)于流體(tǐ)流速，是(shì)線🥵性連(lian)續方程(cheng)，通過圖(tú)1示渦街(jiē)流量計(ji)測量模(mo)型推導(dǎo)，得到流(liu)量計量(liang)方程式(shì)（3）：

　　其中：St斯(si)特勞哈(ha)爾數，無(wu)量綱；f頻(pín)率Hz/S；D流量(liàng)計通徑(jìng)；d迎流🈲面(mian)寬度。
　　渦(wo)街流量(liàng)計是基(jī)于線性(xìng)連續方(fāng)程原理(lǐ)，隻要雷(lei)諾⭕數🈲大(da)📐于20000，測量(liàng)與流體(ti)的性質(zhi)無關，與(yu)密度、黏(nián)度等均(jun)無關。用(yòng)水标定(dìng)出來的(de)流量系(xì)數同樣(yàng)适用于(yu)蒸汽計(ji)量，在常(chang)溫下标(biāo)定出的(de)流量系(xì)數同❤️樣(yang)适用于(yú)低溫和(hé)高溫蒸(zhēng)汽。這樣(yàng)，渦街流(liu)量計更(geng)能适應(yīng)氧化鋁(lǚ)‼️企業内(nèi)高低壓(ya)、不同溫(wen)度😘蒸汽(qì)計量的(de)需求。

　　K爲(wèi)流量系(xì)數，含義(yi)是每升(shēng)流量由(you)幾個脈(mo)沖表示(shi)，即是P/L，經(jīng)過📧公式(shi)變換，實(shi)際運用(yòng)中的渦(wo)街流量(liang)計計算(suàn)公式（4）：

　　一(yi)般，渦街(jie)流量計(jì)的流量(liàng)系數，其(qi)實在設(she)計時就(jiu)已經定(dìng)下🐅來♊了(le)❗，但是每(měi)個生産(chǎn)廠都要(yào)對每一(yi)台流量(liang)計進行(hang)标定，就(jiù)是爲了(le)檢驗制(zhi)造誤差(chà)。但不管(guan)這個☂️數(shu)是什麽(me)數，标定(dìng)合格🏃了(le)的流量(liang)系數就(jiu)是正确(que)計量的(de)常數，适(shì)用于不(bú)同工況(kuang)狀态的(de)蒸汽。
　　另(ling)外要注(zhu)意，從公(gōng)式（4）可以(yǐ)看出，渦(wō)街流量(liang)計隻能(néng)測🛀🏻流體(ti)🐇的工況(kuàng)體積方(fang)，質量方(fang)和标準(zhun)體積方(fāng)是根據(jù)密度或(huò)壓✨力溫(wēn)♍度換算(suàn)出來的(de)。
3氧化鋁(lü)生産中(zhong)蒸汽計(jì)量設計(ji)選型
　　以(yi)表1爲例(lì)，氧化鋁(lǚ)企業蒸(zheng)汽需要(yào)計量點(dian)在8~10個左(zuo)右，且一(yi)般均爲(wèi)過熱蒸(zhēng)汽，數學(xue)模式爲(wèi)二元函(han)數，因此(cǐ)📱,設計時(shi)需要考(kao)慮壓力(lì)、溫度雙(shuāng)補償。
3.1工(gōng)藝參數(shu)的選擇(ze)
　　設計選(xuan)型時要(yao)考慮的(de)因素包(bao)括：流量(liàng)參數範(fàn)圍、壓力(lì)參數範(fàn)圍、溫度(du)參數範(fan)圍，以流(liú)量選通(tong)徑。同時(shí)遵循如(rú)下原則(ze)：
（1）最高壓(ya)力情況(kuàng)下考慮(lǜ)最小流(liu)量是否(fǒu)在該通(tōng)徑的工(gong)作範㊙️圍(wei)之内；
（2）最(zuì)低壓力(lì)情況下(xià)考慮最(zui)大流量(liang)是否超(chao)出該通(tong)徑的工(gōng)作範圍(wéi)之内；
另(lìng)外，最高(gāo)溫度對(duì)應脈沖(chong)輸出時(shi)應考慮(lǜ)發生體(tǐ)寬度的(de)♋膨脹系(xì)數，工況(kuang)溫度條(tiáo)件下的(de)流量系(xì)數Kt：

其中(zhōng)：
T爲工況(kuàng)溫度；K爲(wèi)标準流(liú)量系數(shù)（一般在(zai)儀表銘(ming)牌上）。
3.2通(tong)徑的選(xuan)擇
　　設計(jì)選型時(shi)，考慮到(dao)減少壓(yā)力損失(shī)，在進行(háng)蒸汽計(jì)量時，對(duì)🍉流✏️量🔞下(xia)限有一(yī)定要求(qiu)，要根據(ju)蒸汽流(liu)量的大(dà)小來選(xuan)取流量(liang)計的通(tong)徑，而不(bu)能根據(ju)原管道(dao)内🈲徑來(lái)選🐉取流(liú)量計通(tong)徑.
　　蒸汽(qi)流量計(jì)通徑選(xuǎn)擇可以(yi)采用查(cha)表法及(ji)計算驗(yàn)證。
　　查表(biǎo)法即是(shi)在産品(pin)樣本上(shàng)，根據工(gong)況壓力(lì)下蒸汽(qi)可測流(liu)量範圍(wei)表查取(qǔ)流量通(tong)徑；然後(hou)計算驗(yàn)證流速(sù)、雷❓諾數(shu)是否在(zài)一定範(fan)圍内。
（1）流(liú)速計算(suan)：蒸汽流(liu)速範圍(wéi)一般2m/s~60m/s，最(zui)高應＜80m/s。

其(qí)中：V爲流(liu)速；Q爲體(tǐ)積流量(liàng)：D爲流量(liang)計通徑(jing)。
（2）雷諾數(shu)計算法(fǎ)：①最低流(liu)量時的(de)雷諾數(shu)不得小(xiǎo)于5000；②保證(zheng)精度最(zuì)低流量(liàng)時的雷(léi)諾數不(bu)得小于(yú)20000。

　　其中：V爲(wèi)流速；ρ爲(wèi)密度；μ介(jiè)質黏度(du)；D爲流量(liang)計通徑(jing)。
　　當然有(you)的産品(pin)能提供(gong)計算機(jī)選型軟(ruan)件，直接(jie)把相關(guān)工藝參(cān)數👄輸入(ru)，就能得(de)到理想(xiǎng)的結果(guo)。
3.3注意事(shì)項
（1）選擇(ze)信号輸(shu)出時建(jian)議使用(yong)脈沖（頻(pín)率）輸出(chū)方式，如(ru)果要求(qiú)⚽輸出電(diàn)流信号(hào)，轉換過(guo)程将喪(sàng)失±0.2%~0.4%精度(du)。
（2）在氧化(hua)鋁企業(ye)中，蒸汽(qì)的溫度(du)一般都(dōu)大于150℃，建(jiàn)議采🐇用(yòng)✔️分體型(xíng)渦街流(liu)量計，另(ling)外一定(dìng)要考慮(lǜ)溫度和(he)壓力補(bu)🧡償問題(tí)。
4安裝要(yào)求
　　在氧(yang)化鋁企(qǐ)業蒸汽(qi)測量過(guo)程中，被(bei)測蒸汽(qi)具有穩(wěn)定流态(tài)是保證(zheng)渦街流(liu)量計精(jīng)确測量(liang)的前提(tí)條件，要(yào)使渦街(jie)流量計(ji)的測量(liang)值更穩(wěn)定、準确(què)，安裝時(shí)需注意(yi)以下幾(jǐ)點。
（1）安裝(zhuang)确保傳(chuán)感器銘(ming)牌上的(de)箭頭指(zhi)向與流(liú)體流向(xiang)一緻。
（2）安(an)裝建議(yì)遵循直(zhi)管段的(de)要求，見(jiàn)表2，當現(xiàn)場無法(fǎ)滿足直(zhi)管段要(yao)求時，建(jiàn)議采用(yong)與渦街(jie)流量計(jì)配套的(de)流量鎮(zhen)流器。
表(biao)2氧化鋁(lǚ)企業蒸(zhēng)汽計量(liang)上下遊(yóu)特殊情(qing)況前後(hòu)直

（3）安裝(zhuāng)傳感器(qì)避開振(zhen)動源或(huo)者在振(zhèn)動較小(xiǎo)的地方(fāng)，遠離大(da)功率用(yòng)電設備(bèi)。
（4）安裝帶(dai)焊接時(shí)要注意(yì)搭鐵的(de)位置，防(fang)止壓電(diàn)晶片的(de)損⭐壞，一(yi)般要件(jian)焊左搭(da)左，焊右(yòu)搭右。
5常(chang)見問題(tí)及注意(yì)事項
5.1無(wu)流量有(you)信号
　　首(shou)先檢測(cè)判斷是(shi)否有振(zhèn)動，如有(you)輕微振(zhen)動，處理(lǐ)方法🚩是(shì)外💔部機(ji)械消振(zhen)措施，如(ru)用橡膠(jiāo)軟接頭(tóu)，橡膠軟(ruan)墊等消(xiāo)振☎️，用支(zhi)架固定(ding)管♉道；或(huo)者是根(gen)據産品(pǐn)說明書(shū)調整參(can)數設置(zhì)，消除振(zhen)動。如嚴(yan)重振動(dong)，則是更(geng)改📱流量(liang)計安裝(zhuāng)位置、加(jiā)🤩固管線(xiàn)、流量計(ji)前後加(jiā)軟連接(jie)。
　　其次檢(jiǎn)測判斷(duàn)是否有(you)50Hz工頻幹(gàn)擾通常(chang)采用頻(pin)率計測(ce)量或電(dian)流值計(jì)算方法(fǎ)。這裏介(jiè)紹電流(liu)值計算(suan)方💔法，計(jì)算公式(shì)（8）：

其中：
Qf體(ti)積方m3/h；Qm質(zhì)量方Kg/h；ρ工(gōng)況密度(du)Kg/m3；Kt儀表流(liu)量系統(tǒng).
如果計(ji)算出的(de)結果是(shì)或者接(jie)近50Hz，可采(cai)取保證(zheng)轉換器(qì)的外殼(ke)接地螺(luo)釘可靠(kào)接地或(huo)者把整(zhěng)個轉換(huàn)器浮地(di)🍓。
5.2有流量(liàng)無信号(hào)
　　首先檢(jian)測接線(xiàn)是否正(zheng)确，供電(dian)電源的(de)電壓等(deng)級是否(fou)符合要(yao)求✍️，電源(yuán)極性是(shì)否接正(zheng)确，分體(ti)式的還(hái)要檢測(cè)專用電(diàn)纜是否(fou)♌連接正(zheng)确，再有(you)就是檢(jiǎn)查發生(shēng)體、轉換(huàn)🔞器是否(fou)損壞。
　　其(qi)次判斷(duàn)實際工(gong)藝蒸汽(qì)流量是(shi)否太小(xiǎo)，判斷方(fang)法是在(zài)靠近流(liú)量計的(de)管道旁(pang)有規律(lü)地連續(xù)敲擊,無(wu)論何種(zhǒng)型号的(de)🏃‍♀️流量計(jì)均會出(chu)現流量(liàng)顯示。處(chù)理辦法(fǎ)就是更(gèng)換通徑(jing)小一些(xiē)的流量(liàng)計或在(zài)工藝條(tiáo)件允許(xǔ)的情況(kuang)下加大(dà)流量。
5.3流(liu)量不穩(wěn)定
　　現場(chang)觀察流(liu)量計安(ān)裝時墊(nian)片是否(fǒu)同心或(huò)伸人管(guǎn)道，工🐅藝(yì)管道是(shì)否符合(he)表2氧化(huà)鋁企業(ye)安裝要(yào)求或者(zhě)産品說(shuo)💜明書的(de)最大要(yào)求。處理(lǐ)辦法就(jiù)是正确(que)選用配(pèi)套墊片(pian)并正确(què)裝配，更(gèng)改流量(liang)計安裝(zhuāng)位置或(huò)✏️加流量(liang)鎮🐇流器(qi)。
6小結
　　渦(wo)街流量(liang)計是基(jī)于線性(xing)連續方(fang)程原理(lǐ)進行測(cè)量的新(xīn)型流量(liang)計，因具(ju)有良好(hǎo)的介質(zhi)适應能(néng)力，是節(jie)流式流(liu)量🔴計的(de)理想替(tì)代産品(pǐn)。它可以(yǐ)測量氧(yǎng)化鋁📧企(qǐ)業高低(dī)壓蒸汽(qì)，在氧♋化(hua)鋁行業(ye)中廣泛(fàn)應用。但(dan)隻有在(zai)正确🏃‍♀️設(she)計、正确(què)選型以(yi)及正确(què)安裝的(de)條件下(xia)🔞才能保(bǎo)證其測(ce)量準确(què)穩定，爲(wei)降低氧(yǎng)化鋁能(neng)源消耗(hào)發揮其(qí)應有的(de)作用。

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