摘要：焦(jiāo)化廠在外供(gòng)煤氣管道上(shàng)安裝 插入式(shì)渦街流量計(jì) ,經嚴格的參(cān)數設置,投入(ru)使用。與 孔闆(pǎn)流量計 和羅(luo)茨流量計相(xiang)比,在流速大(dà)于5m/s時渦街流(liú)量計 的精度(dù)較高,并具有(yǒu)測量範圍寬(kuān),安裝、維修方(fāng)便,清洗、維護(hu)費用低等特(te)點。
随着我國(guo)城市煤氣的(de)不斷發展,一(yī)些冶金焦化(huà)廠🧑🏾‍🤝‍🧑🏼的焦爐煤(méi)💜氣向供民用(yong)煤氣的方向(xiang)發展。因此,煤(méi)氣計量問題(tí)變得比較突(tū)出,對煤氣計(jì)量的精度要(yào)求也越來越(yue)高。過去一般(bān)采用差壓流(liú)量🐪裝置,80年代(dài)初開始采用(yong)渦街流量計(jì)測量焦爐煤(méi)氣流量。
1孔闆(pǎn)流量裝置
　　孔(kǒng)闆流量計量(liàng)系統一般由(you)标準孔闆、 差(chà)壓變送器 、開(kai)方器及比例(li)積算器組成(chéng),是目前應用(yong)比較廣泛的(de)流量🐕計量方(fāng)法之一,它具(jù)有結構簡單(dān)、使用壽命📧長(zhǎng)等優點,目前(qian)😍已形成了👄标(biāo)準化和系列(lie)化。焦化廠外(wài)供煤氣在1985年(nian)以前一直采(cǎi)用孔闆流💃量(liàng)計進行焦🌈爐(lu)煤氣的計量(liang),在實際應用(yòng)中發現有以(yi)下不足:(1)因煤(méi)氣爲濕氣體(tǐ),冬季保溫不(bu)好時孔闆🐆易(yi)凍,影響計量(liàng)裝置正常工(gōng)作。(2)焦爐煤氣(qì)中成分複雜(za),含有焦油、萘(nai)等多種雜質(zhì),長期使用會(hui)使孔闆孔徑(jing)結污變小,銳(rui)🏃‍♀️邊被髒物複(fú)蓋,直🌍接影響(xiang)計量精度💋。另(lìng)外導壓管堵(du)塞的現象也(yě)時有發生。(3)因(yin)煤氣受溫度(dù)、壓力、密度影(yǐng)響較大。一般(ban)中小型焦化(hua)廠在設計中(zhōng)沒有考慮補(bu)償問題。因此(cǐ),冬夏兩季測(ce)量誤差較大(dà)。(4)孔闆流量計(ji)适🈲用于穩定(ding)、連續工作。其(qí)量💛程比爲1∶3。(5)孔(kǒng)闆流量計至(zhi)少每年要清(qīng)洗一次,清洗(xǐ)時必♈須停🔴産(chǎn)♻️。對于一些大(dà)管道拆裝相(xiang)當困🌈難,中小(xiao)型企業難以(yǐ)具備孔闆🔞裝(zhuang)配能力,有的(de)一安裝而訂(dìng)終身,難以滿(man)足計量要求(qiu)。
2渦街流量計(jì)
2.1渦街流量計(ji)的工作原理(li)
　　渦街流量計(jì)屬于流體振(zhèn)動式流量計(ji),在管道内紊(wěn)亂流動🌂的介(jiè)質撞到非線(xiàn)性擋體(發生(shēng)器)上,擋體的(de)形狀🌈和紊流(liu)速度是兩個(gè)決定參數。當(dāng)流體流經擋(dang)體時,在擋體(tǐ)兩側交替地(di)分離出漩渦(wō),形成“卡門渦(wō)街現象”見圖(tú)1。卡門渦街的(de)頻率與流速(sù)成正比。在流(liú)體中插入柱(zhu)狀物體時頻(pín)率與流體流(liú)速的關系可(kě)用式(1)表示:

式(shi)中f——漩渦頻率(lü);V——管道内平均(jun1)流速;d——柱狀擋(dǎng)體迎流面寬(kuān)度;D——流體所🈚在(zài)管道内徑;St——斯(sī)特羅哈爾數(shu),在雷諾數104～106範(fàn)圍内爲無量(liang)綱常☂️數。
　　由式(shì)1可見,通過測(ce)量渦街頻率(lü),就可算出流(liú)速V,再由流速(sù)求出流量Q。當(dang)漩渦在柱體(ti)兩側産生時(shí),柱體受到與(yǔ)❤️流向垂直的(de)交變升力的(de)作用,升力的(de)變化頻率就(jiu)是漩渦頻⭐率(lǜ)。利用埋設在(zai)柱體内的壓(ya)電檢測💯原件(jiàn)測出升力的(de)變化,将升力(lì)的變化轉爲(wèi)電的頻🛀🏻率信(xin)号,輸送到轉(zhuan)換器,再🌈進行(háng)放大和整形(xing),形成頻💃🏻率與(yu)電流成正比(bi)的模拟電壓(ya)或電流可以(yǐ)進行瞬時指(zhi)示或累和計(ji)✔️算,見圖♻️2。


2.2渦(wō)街流量計的(de)特點
　　渦街流(liú)量計的特點(dian)是:(1)渦街流量(liàng)計體積小,重(zhong)量輕,安裝方(fāng)💜便,可以不停(ting)産安裝、拆卸(xie)、清洗和維修(xiu)。(2)測量範圍寬(kuan),量程比可達(dá)1∶10,幾乎不受介(jiè)質溫度、壓力(li)、密度的影響(xiang)。可以測😘量空(kong)氣❌、氧氣、煤🔴氣(qì)、蒸汽👅、水和低(dī)粘度📐的其他(ta)流🔴體。測量時(shi)氣體流速應(yīng)大于5m/s,水的流(liu)速應❤️在0.5～6m/s之間(jian)。(3)管道系統振(zhèn)動有可能疊(die)加到漩渦分(fen)離頻率上,這(zhè)将使測量結(jié)果不準确,在(zai)小流量時幹(gan)擾特别突出(chū)。
3渦街流量計(jì)的應用
3.1渦街(jie)流量計的安(ān)裝
　　焦化廠三(sān)組六六型焦(jiāo)爐,向棗莊市(shì)供應煤氣10萬(wàn)m3/d。2025年12月在外供(gong)煤氣管道上(shàng)帶壓不停産(chan)安裝了雙發(fa)生體CWL-G104C-1插入式(shì)渦街流量計(jì),整個安裝過(guò)程從開口焊(han)接到參數‼️設(she)置調🚶試完成(chéng)僅用3h。
3.2現場調(diao)試
3.2.1儀表常數(shu)的計算儀表(biǎo)出廠時已給(gei)出了探頭插(cha)入管道中心(xīn)📐的儀表常數(shu),安裝時隻需(xu)按現場實際(jì)條👨‍❤️‍👨件換算成(cheng)儀表流量常(cháng)數KQ即可。爲此(cǐ),需進行流場(chǎng)修正和阻㊙️塞(sai)修正換算:
KQ=KV/TUA(2)
式(shì)中KQ——儀表常數(shu);KV——儀表出廠時(shi)的标定常數(shù);T——流場修正系(xì)數;U——阻塞👄修正(zheng)系數;A——管道内(nèi)斷面面積,A=πD2/4。
流(liu)場修正系數(shu)α可按下式計(ji)算:

式中θ——管道(dao)内平均突出(chu)物高度,mm;Re——雷諾(nuo)準數,Re=354×10-3qDV;q——體積流(liu)量,m3/s;V——工作狀㊙️态(tài)下介質的運(yun)動粘度,m2/s。
阻塞(sāi)修正系數U按(an)下式計算:

式(shi)中d——插入杆直(zhí)徑,mm;D——管道内徑(jing),mm。
3.2.2由不鏽鋼探(tan)頭引起的流(liu)量修正系數(shu)KT爲:
KT=1-4.8×10-5(T-20)(5)
式中T——使用(yong)狀态下的溫(wen)度。
3.2.3K′Q值的換算(suan)
　　測量煤氣時(shi),需要把儀表(biǎo)顯示值換算(suàn)爲标準狀态(tai)P=101325Pa,T=20℃的🙇🏻流量,并♈對(dui)儀表常數進(jin)行溫度壓力(li)修正:

式中P——使(shi)用狀态下的(de)壓力,Pa;T——使用狀(zhuang)态下的溫度(du),℃。
根據上述計(jì)算值設置流(liu)量計積算儀(yi)的常數開關(guān)。
4對比标定
　　氣(qì)源廠、煤氣公(gōng)司和儀表制(zhi)造廠三家共(gong)同對渦街、孔(kong)闆🌏、羅茨✊三種(zhong)流量計進行(háng)了對比标定(dìng)。三種儀表🆚的(de)安裝位置見(jiàn)圖3,标定數🌈據(ju)見表。


　　從計量(liàng)裝置的角度(du)出發,羅茨流(liú)量計是容積(jī)式,計量值在(zai)小💋流量時比(bǐ)渦街和孔闆(pǎn)流量計高。從(cóng)表中看出流(liú)速✊低于5m/s時羅(luó)茨表計量值(zhí)高于渦街和(hé)孔闆🤩流量計(ji),說明渦街和(he)孔闆流量計(jì)在流速低時(shi)計量值偏低(dī)。高流速時渦(wo)街流量計🈚的(de)量值大于羅(luó)茨流量計的(de)顯示值,說明(ming)渦街流量計(ji)在流速大于(yu)5m/s才能❌發揮理(lǐ)想計量性能(néng)。從工藝上看(kàn)出,渦街流量(liàng)計在🚶羅茨表(biao)之前,無旁通(tōng),無洩🌈漏。而羅(luó)茨表前有幹(gan)脫設備👨‍❤️‍👨,煤氣(qi)中的一些雜(za)質,已被過濾(lü),再加上閥門(mén)的洩漏,因此(ci),羅茨表計量(liang)值低于渦街(jie)流量計是正(zheng)常的。
5結語
5.1對(duì)渦街流量計(jì)的跟蹤對比(bǐ)和數據分析(xi)表明,在流量(liàng)正常情況下(xia),渦街流量計(jì)精度比孔闆(pan)高。在低流速(sù)或間斷供氣(qì)時,流☁️量計🧑🏾‍🤝‍🧑🏼量(liang)值偏低,有時(shi)有失準現象(xiàng)。
5.2渦街流量計(ji)拆裝,維護方(fāng)便,清洗、維護(hù)費用低,不會(huì)因拆裝、檢修(xiū)👈而影響生産(chǎn)。
5.3在煤氣溫度(du)較低時,渦街(jie)探頭易結萘(nài)及髒物,實際(ji)使用時應加(jia)以注意。

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