摘要(yào)：焦化廠在外供(gòng)煤氣管道上安(an)裝 插入式渦街(jie)流量計 ,經嚴格(ge)的參數設置,投(tou)入使用。與 孔闆(pan)流量計 和羅茨(ci)流量計相比,在(zai)流速大于5m/s時渦(wo)街流量計 的精(jing)度較高,并具有(yǒu)測量範圍寬,安(an)裝、維修方便,清(qing)🐆洗、維護費用低(di)等特點。
随着我(wǒ)國城市煤氣的(de)不斷發展,一些(xie)冶金焦化廠的(de)焦爐煤⁉️氣向供(gòng)民用煤氣的方(fang)向發展。因此,煤(méi)氣計量問題變(biàn)得比較突出,對(dui)煤氣計量的精(jing)度要求也越來(lai)🌈越高。過去一般(ban)采用差🔴壓流量(liang)裝置,80年代初開(kai)始采用渦街流(liu)量計測量焦🌏爐(lú)煤氣流量。
1孔闆(pǎn)流量裝置
　　孔闆(pǎn)流量計量系統(tong)一般由标準孔(kǒng)闆、 差壓變送器(qi) 、開方器及比例(li)積算器組成,是(shì)目前應用比較(jiào)廣泛的流量計(ji)量方法之一,它(tā)具有結構簡單(dān)、使用壽命長等(deng)優點,目前已形(xíng)成了标準化和(hé)系列化。焦化廠(chǎng)外供煤氣在1985年(nian)以前一直采用(yong)孔闆流📧量計進(jin)行焦♉爐煤氣的(de)計量,在實☂️際應(yīng)用中發現有以(yi)下不足:(1)因煤氣(qi)爲濕氣體,冬季(jì)保溫不好時孔(kǒng)闆易凍,影響計(ji)量裝置正常工(gōng)作。(2)焦爐煤氣中(zhōng)💃成分複雜,含有(yǒu)焦油、萘等多種(zhǒng)⭕雜質,長期使用(yong)會使孔闆🆚孔徑(jing)結污變小,銳邊(biān)被髒物複蓋,直(zhí)👄接影響計量精(jīng)度。另外導壓管(guan)堵塞的現象也(ye)時有發生。(3)因煤(méi)🏃‍♀️氣受溫度、壓力(li)、密度影響較大(da)。一般中小型焦(jiao)化廠在設計中(zhōng)沒有考慮補償(chang)問題。因此,冬夏(xia)兩季測量誤差(chà)較大。(4)孔闆流量(liàng)計适🔆用于穩定(ding)、連續工作。其量(liàng)程比爲1∶3。(5)孔闆流(liu)量計至少每年(nian)✌️要清洗一次,清(qing)洗時必須停産(chan)。對于一些🈲大管(guǎn)道拆裝相當困(kùn)難,中小型企業(ye)難以具備孔闆(pan)裝配能力,有的(de)一安裝而訂終(zhōng)身,難以滿足計(jì)量要求。
2渦街流(liu)量計
2.1渦街流量(liang)計的工作原理(li)
　　渦街流量計屬(shǔ)于流體振動式(shi)流量計,在管道(dao)内紊亂☎️流動的(de)介質撞到非線(xiàn)性擋體(發生器(qi))上,擋體的形狀(zhuang)和紊流速度是(shi)兩個決定參數(shu)。當流體流經擋(dǎng)體時,在擋體兩(liǎng)側交替地分離(li)出漩渦,形成“卡(ka)門渦街現象”見(jiàn)圖1。卡門渦㊙️街的(de)頻率🏃‍♀️與流速成(chéng)正比。在流💁體中(zhong)插入柱⭐狀物體(ti)時頻率與流體(ti)流速的關系可(kě)用式(1)表示:

式中(zhōng)f——漩渦頻率;V——管道(dào)内平均流速;d——柱(zhu)狀擋體迎流面(mian)寬😄度;D——流體所👅在(zài)管道内徑;St——斯特(te)羅哈爾數,在雷(lei)諾數㊙️104～106範圍内爲(wei)無量綱常數。
　　由(you)式1可見,通過測(ce)量渦街頻率,就(jiu)可算出流速V,再(zài)由流速求🐅出流(liu)量Q。當漩渦在柱(zhu)體兩側産生時(shi),柱體受到與☔流(liu)向垂直的交變(bian)升力的作用,升(sheng)力的變化頻率(lü)就是漩渦頻率(lü)。利用埋設在柱(zhù)體内🌐的壓電檢(jian)測原件測出升(shēng)力的變化,将升(sheng)力的變化轉爲(wèi)電的頻㊙️率信号(hào),輸送到轉換器(qi),再進行放大和(hé)整形,形成頻率(lǜ)與電流成正㊙️比(bǐ)的模拟電壓或(huò)電流可以進♋行(hang)瞬🈲時指示或🛀累(lèi)和計算,見圖2。


2.2渦街流(liu)量計的特點
　　渦(wo)街流量計的特(te)點是:(1)渦街流量(liang)計體積小,重量(liàng)輕,安裝方便,可(kě)以不停産安裝(zhuāng)、拆卸、清洗和維(wéi)修。(2)測量範圍寬(kuan),量程比可達1∶10,幾(ji)乎不受介質溫(wen)度、壓力、密度👣的(de)影響☂️。可以測量(liang)空氣、氧氣、煤氣(qì)、蒸汽、水和低粘(zhān)度的其他流體(tǐ)。測量時👨‍❤️‍👨氣體流(liú)速🈚應大于5m/s,水的(de)流速應在0.5～6m/s之間(jiān)。(3)管道系統振動(dong)有可能疊加到(dào)漩渦分離頻率(lǜ)上,這将使測量(liàng)結果不準确,在(zai)小流量時幹擾(rao)特🆚别突出。
3渦街(jie)流量計的應用(yòng)
3.1渦街流量計的(de)安裝
　　焦化廠三(san)組六六型焦爐(lu),向棗莊市供應(ying)煤氣10萬m3/d。2025年12月🌈在(zai)外供❄️煤氣管道(dao)上帶壓不停産(chan)安裝了雙發生(sheng)體CWL-G104C-1插入式渦街(jiē)流量計,整個安(ān)裝過程從開口(kou)焊接到參數設(shè)置調試完成僅(jǐn)用3h。
3.2現場調試
3.2.1儀(yi)表常數的計算(suàn)儀表出廠時已(yǐ)給出了探頭插(cha)入🌐管🏃‍♂️道中心👉的(de)儀表常數,安裝(zhuāng)時隻需按現場(chang)實際條件換算(suàn)成✏️儀表流量常(cháng)數KQ即可。爲此,需(xū)進行流場修正(zheng)和阻塞修正換(huàn)算:
KQ=KV/TUA(2)
式中KQ——儀表常(chang)數;KV——儀表出廠時(shi)的标定常數;T——流(liu)場修正系數;U——阻(zǔ)塞修正系數;A——管(guǎn)道内斷面面積(jī),A=πD2/4。
流場修正系數(shù)α可按下式計算(suàn):

式中θ——管道内平(ping)均突出物高度(du),mm;Re——雷諾準數,Re=354×10-3qDV;q——體積(jī)流量,m3/s;V——工作狀态(tai)下💘介質的運動(dong)粘度,m2/s。
阻塞修正(zheng)系數U按下式計(jì)算:

式中d——插入杆(gan)直徑,mm;D——管道内徑(jing),mm。
3.2.2由不鏽鋼探頭(tou)引起的流量修(xiū)正系數KT爲:
KT=1-4.8×10-5(T-20)(5)
式中(zhong)T——使用狀态下的(de)溫度。
3.2.3K′Q值的換算(suàn)
　　測量煤氣時,需(xū)要把儀表顯示(shi)值換算爲标準(zhun)狀态P=101325Pa,T=20℃的流量,并(bing)對儀表常數進(jìn)行溫度壓力修(xiu)正:

式中P——使用狀(zhuang)态下的壓力,Pa;T——使(shǐ)用狀态下的溫(wen)度,℃。
根據上述計(ji)算值設置流量(liàng)計積算儀的常(cháng)數開關。
4對比标(biāo)定
　　氣源廠、煤氣(qi)公司和儀表制(zhì)造廠三家共同(tóng)對渦街、孔闆♌、羅(luó)茨❄️三♊種流量計(ji)進行了對比标(biāo)定。三種儀表的(de)安🌈裝位置見圖(tú)3,标定數據見表(biǎo)。


　　從計量裝置的(de)角度出發,羅茨(ci)流量計是容積(ji)式,計量值在小(xiǎo)流量時比渦街(jiē)和孔闆流量計(ji)高。從表中看出(chū)流速低于💜5m/s時羅(luo)💔茨表計量值高(gāo)于渦街和孔闆(pan)⭕流量計,說明渦(wo)街和孔❌闆流量(liàng)計在流速低時(shi)計量值偏低。高(gao)🌈流速時渦🐆街流(liú)量計的量值大(dà)于羅茨流👨‍❤️‍👨量計(jì)的顯示值,說明(míng)渦街流量計在(zài)流速大于5m/s才能(néng)發揮理想計🏃‍♂️量(liàng)性能。從工藝上(shang)㊙️看出,渦街流量(liàng)計在羅茨表之(zhī)前,無旁通,無洩(xiè)漏。而羅茨表前(qián)有幹脫設備,煤(méi)氣中的一些雜(zá)👈質,已被過濾,再(zài)加📐上🛀🏻閥門的洩(xie)♈漏,因此,羅茨表(biao)計量值低于渦(wō)街流量計是正(zhèng)常的㊙️。
5結語
5.1對渦(wō)街流量計的跟(gēn)蹤對比和數據(jù)分析表明,在流(liu)量正常情況下(xia),渦街流量計精(jīng)度比孔闆高。在(zài)低流速或間斷(duàn)供氣時,流☂️量計(jì)♊量值偏低,有時(shí)有失準現象。
5.2渦(wō)街流量計拆裝(zhuāng),維護方便,清洗(xi)、維護費用低,不(bu)會✌️因拆🌂裝✔️、檢修(xiū)而影響生産。
5.3在(zai)煤氣溫度較低(di)時,渦街探頭易(yì)結萘及髒物,實(shi)際使💛用👨‍❤️‍👨時🏃‍♀️應加(jiā)⭕以注意。

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