摘要(yào)：天然氣是一(yi)種多組分複(fú)雜的混合氣(qì)體,其流量的(de)計量過☁️去采(cǎi)用同心直角(jiǎo) 孔闆差壓式(shi)流量計 測量(liàng)方式,由于多(duō)種因素易引(yǐn)起測量誤差(cha)。從智能型渦(wo)街流量計 簡(jian)單的工作原(yuan)理,使用實例(li)介紹應用渦(wō)街流量計測(ce)量天然氣流(liú)量,提高天然(ran)氣計量的精(jīng)度。
1前言
　　合成(chéng)氨裝置進入(ru)生産界區的(de)燃料氣和原(yuán)料氣的♊流量(liàng)測量,采用的(de)流量計是節(jiē)流元件爲标(biao)準孔闆和均(jun)速流量管的(de)差壓式流量(liang)計。由于天然(ran)氣是一種複(fu)雜的多組分(fèn)的氣體混合(hé)物,天然氣輸(shū)送中夾帶的(de)雜質和水份(fèn),常常會造成(chéng)孔闆結碳☎️髒(zāng)物,均速流量(liàng)管靜動壓孔(kǒng)堵塞,加之裝(zhuāng)置本身的精(jīng)度低,很📱難使(shǐ)天然氣的流(liu)量測量準确(que)可靠。
　　智能型(xing)渦街流量計(ji)(又稱漩渦流(liú)量計),是一種(zhǒng)新型的.流量(liang)♍儀表,從70年代(dai)末出現至今(jin),相維出現了(le)熱敏式壓😘敏(min)式應力🌈式超(chāo)聲式🚶電容式(shì)等各種形式(shì)的儀表,随着(zhe)⚽科學技♋術的(de)日新月異✔️,渦(wō)街流量計的(de)發展速度也(yě)是非常驚人(ren)的。
2渦街流量(liang)計測量原理(lǐ)及應用
　　智能(neng)型渦街流量(liang)計是利用流(liú)體力學中卡(ka)門渦街🧡的原(yuan)♈理🔴制作😘的一(yī)種儀表,其原(yuan)理如圖1,圖2所(suǒ)示,當在流體(ti)流動的管道(dào)中放入一個(ge)柱體障礙物(wu)(漩渦發生體(tǐ))時,在發生體(ti)下遊☁️的兩側(cè)💯就會交替地(dì)産生漩渦,這(zhè)些漩渦就是(shì)卡門漩渦，也(yě)稱卡門渦街(jie)。對于 渦街流(liú)量計 ,在一定(dìng)雷諾數範圍(wéi)内(2×104~7×106)内,下列方(fāng)程成立:
f=St×v/d
式中(zhong)
f:發生體一側(cè)産生的卡門(men)渦街頻率
St:斯(sī)特勞哈爾數(shu)(無量綱數)
v:流(liú)體的流速
d:漩(xuán)渦發生體的(de)寬度

　　St的值與漩(xuán)渦發生體寬(kuan)度d和雷諾數(shù)Re有關。當雷諾(nuò)數Re<2×106情況下,St爲(wèi)變👨‍❤️‍👨數;當Re在2×104~7×106的(de)範圍内,St值基(jī)本保持不變(bian),這段範圍爲(wèi)流量計的正(zhèng)常測量範圍(wei)。在漩渦發生(shēng)體寬度d和🚶‍♀️斯(si)特勞🐅哈爾數(shù)St爲定值時,漩(xuán)渦産生的頻(pin)率🔴f與流體的(de)平均流速⭕V成(cheng)正比,因此,可(kě)以從漩渦産(chan)生的頻率f求(qiú)出🈲流體的平(ping)均流速V。
　　由于(yu)漩渦流量計(jì)的管道内插(chā)有漩渦發生(shēng)體,因此⛷️在漩(xuan)渦發生🔞體處(chù)的流速與管(guan)道内其他部(bu)位的平均流(liu)速不同,根據(jù)流🔴體連續方(fāng)程:Q=V1A1=V2A2
式中Q:通過(guò)流量計的流(liu)體流量
A1:流量(liàng)計管道的載(zai)面積.
V1:流量計(jì)管道内流體(ti)的平均流速(sù)
A2:漩渦發生體(ti)處管道的截(jie)面積
V2:漩渦發(fa)生體處管道(dào)内流體的平(píng)均流速
設:A2/A1=m
當(dang)d/D<0.35時，可近似認(rèn)爲:
m=1-1.25d/D
式中d:漩渦(wo)發生體寬度(dù)
D:流量計管道(dào)内徑
整理f=StV/d;Q=V;A2=V2A2；
m=1-1.25d/D;
得(de)到:Q=πD2/4×1/St×d(1-1.25d/D)×f
令:K=1/[πrD2/4.1/St×d(1-1.25d/D)]
則:Q=f/k
式中(zhong):K爲流量計的(de)流量系數,其(qí)物理意義是(shì)每升流🏃🏻‍♂️體的(de)脈沖🎯數。
　　當流(liu)量計的管道(dào)内徑D和漩渦(wo)發生體寬度(dù)d爲确定值時(shi),K值🌈随之而确(que)定。從Q=f/K可知:在(zài)一定的雷諾(nuò)數Re範圍内,流(liú)量Q與漩渦的(de)頻率f成線性(xìng)關系,隻要測(cè)量出漩渦的(de)頻率f就能求(qiú)得流過流量(liàng)計管道流體(tǐ)的體積流量(liàng)Q。漩渦流量計(jì)用💯一個有壓(yā)電元件的🍉傳(chuan)感器組件來(lai)測量交替作(zuò)用于發生體(ti)的應力而産(chan)生的漩渦頻(pín)率f。
　　對渦街流(liú)量計的安裝(zhuāng)要求,與一般(bān) 孔闆流量計(jì) 的安裝要求(qiu)有許多相同(tóng),流體流向要(yao)與流量計标(biao)示一緻。夾🏒持(chi)型渦街流量(liang)計,要把儀器(qì)的口徑對準(zhǔn)鄰近管道🤩的(de)内孔,這一點(dian)很重要,否則(zé)将影響測量(liàng)準确。安🌈裝正(zhèng)确無誤後,将(jiāng)流量計的有(you)關參數設置(zhi)好,即可投入(ru)使用。YF100型💚(E型)YEQFLO(渦(wō)街流量計)是(shi)一種新穎的(de)智能型流量(liàng)計,由于功能(neng)✔️齊全,該儀表(biǎo)可用标準的(de)遙控通信和(hé)現場本機通(tōng)信,先㊙️進的通(tong)信功能使你(nǐ)可通過控制(zhi)室“CTM-XL”或“μXL”操作面(mian)闆,或用現場(chang)顯示器本機(jī)手持電腦終(zhōng)端(BT200)來監🏃控運(yun)行情況和設(she)定參數。一旦(dan)選定要測量(liàng)的流體後,儀(yi)表所♊要求的(de)僅僅是實際(ji)需要的那些(xiē)參數❄️,并且簡(jiǎn)單方便易操(cāo)作👣。其主要參(can)👣數的設置如(ru)圖3所示。
　　從圖(tu)3中可以看出(chu),該流量計的(de)測量流體可(kě)是液體、氣體(tǐ)和🏒蒸汽,并且(qiě)可作質量型(xíng)流量測量,或(huò)工作狀況下(xià)🔅的體📧積流量(liàng)測🆚量與标準(zhǔn)狀況下的體(ti)積流量測量(liang)。

　　工藝生産(chan)上已習慣于(yu)用标準狀況(kuang)下的體積流(liú)量來操作🛀🏻和(hé)進🌈行物料平(ping)衡計算，加之(zhi)天然氣這種(zhong)多💔組分的氣(qi)體混合物,質(zhi)量測量中要(yào)求的介質密(mì)度👣和粘度非(fēi)常确切的數(shu)值難于實現(xiàn),在實際使用(yòng)上采用了标(biāo)準狀況氣體(ti)體積流量測(ce)量的方式。
　　流(liu)量計的測量(liang)是基于Q=f/k公式(shi),這裏Q是天然(ran)氣在實際工(gōng)⭐作壓力和溫(wen)度下的體積(ji)流量,換算.到(dao)标準狀态下(xià)的體積⭕流量(liàng)應爲📐:
Q棟=P/Pn×(Tn+273.15)/(Tr+273.15)×QvK
　　這是(shì)普遍應用的(de)測量方法,從(cóng)上式看,測量(liàng)的累積是在(zài)🛀🏻一定工作時(shi)間内的平均(jun1)溫度和平均(jun)壓力折算到(dào)标準狀态下(xià)的🥰體積,爲保(bao)證流量累積(ji)量的準确,必(bi)須進行在線(xiàn)實時🈲溫度壓(yā)力測量,是通(tōng)過DCS内部運算(suàn)功能來實現(xian)其溫度壓力(lì)補償的,補償(chang)方式爲😄:

3渦街(jie)流量計與差(cha)壓式流量計(jì)的比較，
　　天然(ran)氣流量測量(liang),過去全部采(cai)用的是孔闆(pan)取壓,近年選(xuan)用了渦💰街流(liu)量計測量天(tian)然氣流量，表(biao)2是渦街流量(liang)計與差壓🏃🏻‍♂️式(shì)流🔴量計㊙️的主(zhǔ)要性能比較(jiao),同時表明了(le)爲什麽要✍️選(xuan)用渦㊙️街流量(liang)✉️計來測量天(tiān)然氣，

　　智能型(xing)渦街流量計(jì)結構簡單,檢(jian)測元件不接(jiē)觸介🐆質,可測(ce)腐蝕性、較髒(zāng)介質,無運動(dong)件,可靠性高(gao),耐用♍性強,使(shi)用命壽🌏命長(zhǎng)，基本上無需(xū)維護,在天然(ran)氣流量測量(liàng)上得到了很(hen)好🏃🏻‍♂️的應用📐,大(dà)有全部取代(dai)孔闆🧡式差壓(ya)計測量天然(rán)🔞氣的趨勢。但(dàn)天然氣是一(yī)種較爲複雜(za)的多組份的(de)氣體,引起測(cè)量誤差的因(yīn)素比🎯較多。加(jia)之使用㊙️渦街(jiē)流量計的時(shí)間不長,需要(yào)收集🈲有關數(shù)據,用大量的(de)實際工作去(qù)驗證确定,積(jī)累經驗,使渦(wo)街流量計在(zài)計量天然氣(qì)上更加準确(que),更加完善,發(fā)揮其全部功(gōng)能🔴。

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