摘要(yao):鋼鐵企(qi)業的煤(méi)煙氣管(guǎn)網的現(xiàn)場工況(kuang)條件複(fú)雜。爲了(le)安裝流(liú)量計并(bìng)獲得流(liu)量計在(zai)工沉條(tiáo)件下⭕的(de)線💚性度(du)和精度(du)等🤩級，采(cai)用模拟(nǐ)流量分(fèn)析方法(fa),針對蓄(xù)熱式闆(pan)坯加熱(re)爐煤煙(yān)管路的(de)實🧑🏽‍🤝‍🧑🏻際工(gōng)況條件(jian)🛀🏻,選取一(yī)種對稱(cheng)多孔孔(kong)闆差壓(yā)式流量(liang)計 ,對煤(mei)煙管路(lù)進行數(shu)字化分(fen)析和工(gong)況标定(ding)，從而确(que)定流量(liàng)🌂計的具(ju)體安裝(zhuāng)位置，得(de)到工業(yè)環境下(xià)流量🥵計(jì)的實際(jì)線性誤(wu)差和精(jīng)㊙️度等級(ji)，實現煤(méi)煙的計(jì)量。
引言(yan)
　　流量計(ji)量對工(gōng)業生産(chan)非常重(zhòng)要,廣泛(fàn)應用于(yu)工農業(yè)生産、科(ke)學研究(jiu)、國防建(jian)設以及(ji)生活等(deng)諸多領(lǐng)域川。經(jīng)過流量(liàng)計量儀(yí)🔆表可🌈以(yǐ)真實的(de)反映出(chū)成本,對(duì)💘實行企(qǐ)業能源(yuán)管理減(jian)‼️低能源(yuán)消耗有(you)🔞着重大(dà)的作♈用(yòng)。鋼鐵企(qi)業的煤(méi)氣管網(wang)主要存(cun)在上下(xia)🌈遊直管(guǎn)段不充(chong)足、煤氣(qì)中含有(yǒu)少量粉(fěn)塵雜質(zhì)等✔️問題(tí)。煤氣由(yóu)于其組(zǔ)分比較(jiao)👄複雜，且(qie)顆粒狀(zhuang)和粘稠(chóu)狀雜質(zhi)較多，造(zao)成煤氣(qi)的流量(liàng)檢測比(bi)較困難(nán)。多孔孔(kǒng)闆型
　　流(liu)量計是(shi)一種新(xīn)型的壓(ya)差式流(liú)量計，其(qí)結構簡(jiǎn)單且能(neng)👄量損失(shī)低，因而(er)被用于(yú)化工、核(he)能、環境(jìng)控制系(xi)統等領(lǐng)域🏃‍♀️中的(de)流量測(ce)量,多孔(kong)孔闆流(liu)量計在(zài)流量檢(jiǎn)測時,所(suo)測介質(zhì)在通過(guo)多孔🧡節(jie)流整🔞流(liu)器的同(tóng)時進行(háng)流體整(zheng)流，誠小(xiao)節流裝(zhuāng)置後形(xing)成的渦(wo)流,形成(cheng)較穩定(ding)的紊流(liu)，從而使(shi)引壓管(guǎn)路能夠(gou)獲取到(dao)較穩定(dìng)的差壓(yā)信号間(jiān)。所以，多(duo)孔孔闆(pǎn)既能平(píng)衡調整(zhěng)流🏃‍♀️場,又(yòu)能降低(di)渦流損(sun)失”。其中(zhōng)的對稱(chēng)多孔孔(kǒng)闆差壓(ya)式流量(liàng)計可有(yǒu)效提高(gāo)計量精(jīng)度,具有(yǒu)壓力損(sǔn)失小、流(liú)出系數(shù)高、适應(ying)性好等(deng)特點。但(dan)由于缺(quē)乏相♻️對(dui)完整的(de)結構參(can)數設計(ji)和性能(néng)優化設(she)計準則(zé)的相關(guan)☀️指導,在(zài)一定程(cheng)度上限(xiàn)制了對(duì)稱多孔(kong)孔闆差(cha)壓式流(liu)量計的(de)應用範(fàn)圍。對于(yú)未安裝(zhuāng)流量計(ji)的煤煙(yān)管路,按(an)照實際(jì)流體介(jie)質的現(xiàn)狀來有(yǒu)針🐉對🌈性(xing)選取合(he)适的流(liu)量計量(liàng)儀表凹(ao),并運用(yòng)模拟流(liu)量的分(fèn)析方法(fǎ)來确定(ding)流量計(jì)的安裝(zhuāng)位置,從(cong)而有效(xiào)降低不(bú)利影響(xiǎng)，保證計(ji)量結果(guǒ)的正确(que)率。
　　以鋼(gang)廠未安(an)裝流量(liang)計的蓄(xu)熱式闆(pǎn)坯加熱(rè)爐煤煙(yan)管路爲(wèi)💚例,根據(jù)管路的(de)現場工(gong)況和管(guǎn)路内的(de)氣流分(fen)布情況(kuang),選用一(yī)種對稱(cheng)多孔孔(kong)闆差壓(ya)式流量(liàng)計進行(hang)計量,通(tōng)過數字(zi)化分析(xī)與‼️工況(kuang)标定對(duì)比，從而(ér)确定流(liu)量計的(de)具體安(ān)裝位置(zhi)，提高煤(méi)煙♻️計量(liàng)的精🔆度(du),爲生産(chan)能源有(you)效調度(du)和能耗(hao)核算奠(diàn)定的基(jī)礎。
1闆坯(pī)加熱爐(lú)煤煙管(guǎn)路現場(chang)工況
　　蓄(xu)熱式闆(pan)坯加熱(re)爐煤煙(yān)管路圖(tú)如圖1所(suo)示，管路(lù)是從總(zong)管出來(lái)後，經一(yi)個彎頭(tou)和直管(guǎn)段後，再(zai)經過一(yī)個同🐪面(mian)彎🔴頭。直(zhí)管段上(shang)有一個(gè)蝶閥，蝶(die)閥部分(fen)縮頸。由(yóu)圖1可知(zhī)，該蓄熱(rè)式闆坯(pī)加熱爐(lú)煤煙管(guǎn)路适于(yú)安裝流(liu)量計👄的(de)直管段(duàn)不足，受(shou)煤煙管(guan)段中彎(wān)頭反蝶(die)❗閥的影(ying)響管道(dao)内易形(xing)成複雜(za)流态流(liú)🙇‍♀️動的情(qíng)況，若流(liú)量計安(ān)裝位置(zhì)選擇不(bú)恰當，将(jiāng)會使流(liú)量計所(suǒ)得到的(de)計量數(shù)據與💃🏻煤(méi)煙的實(shi)際流動(dòng)情況産(chǎn)生出入(ru)，從而影(yǐng)響煤煙(yan)的計☂️量(liang)精度。
 
蓄(xù)熱式闆(pǎn)坯加熱(rè)爐煤煙(yān)管路現(xiàn)場工況(kuang)基本參(cān)
數如下(xià):
(1)介質:煤(mei)煙氣;
(2)管(guan)道口徑(jing):1220mm;
(3)管道壁(bì)厚:6mm;
(4)直管(guan)道尺寸(cùn):閥前3500mm;閥(fa)長2200mm;閥後(hou)2100mm;
(5)壓力:-4kPa(G);
(6)溫(wen)度:150℃;
(7)密度(dù):0.92kg/m3;
(8)粘度:2.47X10-5Pa.s;
(9)大(da)流量:26.010kg/s;
(10)常(chang)用流量(liang):20.808kg/s;
(11)小流量(liàng):8.323kg/s。
2管路内(nei)氣流分(fen)布規律(lǜ)
　　對蓄熱(rè)式闆坯(pi)加熱爐(lu)煤煙管(guǎn)路未安(an)裝流量(liang)計的情(qíng)📞況進行(háng)了數值(zhí)模拟，用(yong)于分析(xī)管道内(nei)流體的(de)流動狀(zhuang)态，确定(ding)流量計(jì)🍓的最佳(jiā)安裝方(fang)案。數值(zhí)模拟方(fang)法是研(yan)究流量(liàng)傳感器(qi)特性的(de)有效手(shou)段之一(yi)，既可降(jiàng)低成本(ben)，又可提(tí)高🈲效率(lü)凹。所♌以(yi)采用數(shù)值模拟(nǐ)的方法(fa)對煤煙(yan)管路進(jin)行分析(xī)，從而得(dé)到管路(lu)内的氣(qì)流分布(bu)規律。分(fen)析時，工(gōng)況選取(qu)🥰爲正常(cháng)工況(常(cháng)用流量(liàng)20.808kg/s)。圖2和圖(tu)3爲蓄熱(re)式闆坯(pi)加熱爐(lu)煤煙管(guan)路内截(jie)面上的(de)速度分(fèn)布雲圖(tu)。
 
　　蝶閥前(qian)管路内(nei)煤煙的(de)流動狀(zhuàng)态較蝶(dié)閥後的(de)流動狀(zhuang)态相對(duì)較好，因(yīn)爲蝶閥(fá)前管路(lu)内的氣(qì)流分布(bù)情況主(zhǔ)要受上(shang)遊彎頭(tóu)的影響(xiang)，而蝶閥(fa)後管道(dao)内的流(liú)場受上(shang)遊彎頭(tou)的影響(xiǎng)、上遊閥(fa)門的影(ying)響、上遊(you)漸擴管(guǎn)與漸縮(suo)管的影(yǐng)響，此外(wai)當閥門(men)]變動時(shi)，閥後的(de)流動狀(zhuang)态變化(hua)相對較(jiao)大。所以(yi)應将流(liú)量計安(ān)裝在蝶(dié)⁉️閥前的(de)位置。從(cóng)圖2和圖(tu)3可以看(kàn)📱出，經過(guo)上遊彎(wan)頭後,煤(mei)煙管道(dao)下方位(wei)置的流(liú)速偏低(dī)些，上部(bù)流速偏(pian)高👄些，整(zhěng)個橫截(jié)面速度(du)🌂分布有(you)一定的(de)偏差🔴。從(cóng)流動狀(zhuang)态上看(kàn),流量計(jì)的取壓(yā)點應取(qu)在與管(guan)道軸向(xiang)平行的(de)管壁位(wèi)置處。
 
3确(què)定流量(liàng)計安裝(zhuāng)位置
　　流(liu)量計安(ān)裝位置(zhi)選定的(de)标準是(shì):所選位(wèi)置的橫(heng)截面速(su)度分布(bu)盡可能(neng)均勻,同(tóng)時也要(yào)考慮流(liu)量計的(de)安裝和(hé)流量計(jì)👈自身的(de)特點。對(duì)稱流量(liang)計是-種(zhǒng)對稱多(duo)孔孔闆(pan)差壓式(shì)流量🌂計(ji),其設計(ji)圖如圖(tú)4所示。其(qí)計量精(jing)度高、對(duì)直管段(duàn)✏️要求較(jiào)低，同時(shi)具有防(fang)堵的功(gōng)效，适用(yong)于煤煙(yan)的流量(liàng)計量,所(suǒ)以選用(yong)AB對稱流(liu)量計來(lái)對蓄熱(re)式🛀🏻闆✔️坯(pī)加熱爐(lu)煤煙管(guan)路的流(liú)量進🛀行(hang)計量。根(gēn)據煤煙(yān)管路😄的(de)實際工(gōng)況條件(jiàn)、煤煙管(guǎn)路内氣(qì)流的分(fen)布規律(lǜ)、安裝💞以(yi)及流量(liang)計的特(tè)點，應避(bì)免彎頭(tóu)、漸縮管(guǎn)及閥門(men)處對于(yú)管道内(nèi)流速和(he)壓力🌍的(de)影響。經(jing)過分析(xi),該蓄熱(re)式闆坯(pi)加熱爐(lu)煤煙管(guan)路的流(liu)量計安(ān)裝位🔞置(zhi)距上遊(you)彎頭中(zhong)心的距(jù)離爲2.1m。因(yīn)介質物(wu)性🙇🏻參數(shù)無準确(que)的數值(zhi),差壓無(wu)☂️特殊要(yao)求,因此(cǐ)選用常(chang)用的開(kāi)孔比0.65的(de)AB對稱流(liú)量計。
 
4安(ān)裝流量(liàng)計後管(guan)路内的(de)流動狀(zhuang)态及工(gong)況精度(du)分‼️析
　　工(gōng)況選取(qǔ)爲正常(chang)工況(常(cháng)用流量(liang)20.808kg/s)。圖5爲安(an)裝流量(liàng)計🎯後的(de)蓄熱式(shì)闆坯加(jia)熱爐煤(mei)煙管路(lu)三維管(guan)道模型(xíng)。圖6~9爲蓄(xu)熱式闆(pǎn)坯加熱(re)爐煤煙(yan)管路内(nèi)各截面(mian)速度分(fèn)布雲圖(tu)及縱截(jié)面速度(dù)矢量👌圖(tu)。從圖6可(kě)以看出(chu)經過流(liú)量計後(hou),速度分(fen)布變爲(wei)很有規(guī)則。圖7和(hé)圖8分别(bie)爲煤煙(yan)管路流(liu)量計前(qián)0.5m處❄️橫截(jie)面速度(du)分布雲(yun)圖與煤(méi)煙管路(lu)流量計(jì)後0.5m處橫(heng)截面速(su)度分布(bu)雲圖，兩(liang)圖對比(bǐ)同樣能(neng)表明經(jīng)過流💋量(liàng)計後橫(heng)截面_上(shàng)的速度(dù)分🈲布相(xiang)對規則(zé)。圖9爲♻️煤(mei)煙管路(lù)縱截面(mian)速度矢(shǐ)量圖，該(gāi)圖展示(shi)了流量(liang)計出口(kou)處的流(liu)動狀态(tai)，在流量(liang)計後隻(zhi)是形成(cheng)很小的(de)漩渦。所(suo)以,蓄熱(re)式闆坯(pi)加熱爐(lú)煤煙管(guan)路在選(xuǎn)定位置(zhì)安裝流(liú)量計後(hou)流量計(ji)的尾🥰流(liu)流場能(néng)夠形成(chéng)相對規(guī)則的☔流(liu)⭐動狀态(tai),近而保(bǎo)證對煤(mei)煙管路(lu)進行正(zheng)确計量(liàng)。
 
　　分别對(dui)蓄熱式(shì)闆坯加(jia)熱爐煤(méi)煙管路(lù)的相應(ying)工況💯條(tiao)件即💛最(zuì)大流量(liang)、常用流(liu)量和最(zuì)小流量(liàng)用數字(zì)化分析(xī)技術進(jin)行♉标定(dìng)🌂，獲得蓄(xù)熱式闆(pan)坯加熱(rè)爐煤煙(yān)管路的(de)流量計(ji)量精度(dù)分析數(shu)據如表(biǎo)1所示。從(cóng)表1中可(ke)看出流(liú)量計對(dui)于煙氣(qi)管路的(de)計量線(xiàn)性度高(gao)爲0.426%，精度(du)等級較(jiào)高爲0.5級(ji)。由此可(kě)以說明(míng)安裝流(liu)量計能(néng)夠對煤(mei)煙管路(lù)進行準(zhǔn)确計量(liang)。
 
5結論
(1)安(an)裝流量(liang)計的蓄(xu)熱式闆(pan)坯加熱(re)爐煤煙(yān)管路内(nèi)的流⭐動(dong)分🏃🏻‍♂️布相(xiàng)對不均(jun1)勻,受煤(méi)煙管路(lù)中彎頭(tou)和蝶閥(fá)的影響(xiang)，橫截面(miàn)🌂.上部分(fen)區域流(liú)速波動(dong)較明顯(xiǎn)，據流速(sù)分布🙇🏻特(tè)點，流🔱量(liàng)計取壓(ya)點應選(xuan)在與管(guǎn)路軸向(xiàng)平🛀行的(de)管壁💋位(wei)置處。
(2)因(yin)煤煙管(guan)路直管(guan)段不足(zú)及煤煙(yān)管路的(de)實際工(gong)況條件(jiàn),選☎️擇💞一(yī)種對稱(chēng)多孔孔(kǒng)闆差壓(ya)式流量(liàng)計進行(hang)計量，同(tóng)時😘結合(hé)管路中(zhong)流體的(de)流動狀(zhuang)态及所(suo)安裝流(liú)量計🛀🏻本(běn)身的特(tè)點，确🚶‍♀️定(ding)了流量(liàng)計的🐆最(zui)佳安裝(zhuāng)位置爲(wei):距離🔞蓄(xu)熱式闆(pǎn)坯加熱(re)爐煤煙(yān)管路.上(shàng)遊彎頭(tóu)🌈中心.的(de)距離爲(wei)2.1m。
(3)通過數(shu)字化分(fen)析和工(gōng)況标定(dìng)，獲得了(le)蓄熱式(shì)闆坯加(jia)熱爐煤(mei)⁉️煙管路(lu)_上流量(liang)計的線(xian)性度爲(wei)0.426%,精度爲(wei)0.5級。

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