摘要(yao)：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(gé)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(wō)街流量計 的精(jing)度較高,并具有(you)測量範圍寬,安(ān)裝、維修方便,清(qīng)洗💔、維護費用低(dī)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(gong)民用煤氣的方(fāng)向發展。因此,煤(méi)氣計量問題變(bian)得比較突出☁️,對(dui)煤氣計量的精(jing)度要求🍉也越來(lái)越高。過去一般(ban)采用差壓流量(liang)裝置,80年代初開(kāi)始采用渦街流(liú)量計測量焦爐(lu)煤氣流量。
1孔闆(pan)流量裝置
　　孔闆(pǎn)流量計量系統(tong)一般由标準孔(kong)闆、 差壓變送器(qì) 、開方器及比例(lì)積算器組成,是(shi)目前應用比較(jiào)廣泛的流量計(ji)量方法之一,它(ta)具有結構簡單(dan)、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(yòng)孔闆流🔞量計進(jin)行焦爐煤氣的(de)🆚計量,在實際應(ying)用中發現有以(yǐ)下不足:(1)因煤氣(qi)爲濕氣體,冬季(jì)保溫❤️不好時孔(kong)闆易凍,影響計(jì)量裝置正常工(gōng)作。(2)焦爐煤氣中(zhong)成分複雜,含有(yǒu)焦油、萘等多種(zhong)雜質,長期使用(yong)會使孔闆孔徑(jìng)結污變小,銳邊(biān)被髒物複蓋,直(zhi)接影響計量精(jing)度。另外導壓管(guǎn)堵塞的現象也(ye)時有發生。(3)因煤(mei)氣受溫度、壓力(lì)、密度💔影響較大(dà)。一般中小型焦(jiao)化廠在設計中(zhong)沒有考慮💚補償(chang)問題。因此,冬夏(xià)兩季☂️測量誤差(chà)較大。(4)孔闆流量(liàng)👌計适用于穩定(dìng)、連續工作。其量(liang)程比爲1∶3。(5)孔闆流(liu)量計至少每年(nián)🏃🏻‍♂️要清洗一次,清(qīng)洗時必💞須停産(chan)🎯。對于一些大管(guan)道拆裝相🔴當困(kùn)難,中小型企業(yè)🚩難以具備孔☎️闆(pan)裝配能力,有的(de)一安裝而訂終(zhong)身,難以滿足計(ji)量要求。
2渦街流(liú)量計
2.1渦街流量(liang)計的工作原理(lǐ)
　　渦街流量計屬(shu)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(xian)性擋體(發生器(qi))上,擋體的形狀(zhuàng)💯和紊流速度是(shi)🏒兩個決定參數(shu)。當流體流經擋(dang)體時,在💃擋體兩(liǎng)側交替地分離(li)出漩渦,形成“卡(kǎ)門渦街現象”見(jiàn)圖1。卡門渦街的(de)頻率與流速成(cheng)正比。在流🧑🏽‍🤝‍🧑🏻體中(zhong)插入柱狀物體(tǐ)時頻率與流體(ti)流速的關系可(kě)用式(1)表示:

式中(zhong)f——漩渦頻率;V——管道(dao)内平均流速;d——柱(zhù)狀擋體迎流面(mian)寬度👅;D——流體🌍所在(zai)管道内徑;St——斯特(tè)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(zai)由流速求出流(liú)量Q。當漩渦在柱(zhu)體兩側産生時(shí),柱體受到與流(liú)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(lǜ)。利用埋設在柱(zhù)體内的壓電檢(jiǎn)測原件測出升(shēng)力的變化,将升(shēng)力的變化轉爲(wei)電的頻率信号(hao),輸送🌐到轉換器(qì),再進行放大和(he)整形,形成頻🏒率(lü)與電流成正比(bǐ)的模拟電壓或(huò)電流可以進行(háng)瞬時指示或累(lei)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(tè)點是:(1)渦街流量(liàng)計體積小,重量(liàng)輕,安裝方💔便,可(ke)以不停産安裝(zhuāng)、拆卸、清洗和維(wei)修。(2)測量範圍寬(kuan),量程比可達1∶10,幾(ji)乎不受介質溫(wēn)度、壓力、密度的(de)影響。可以測量(liang)空氣、氧氣、煤氣(qi)、蒸汽👅、水和低粘(zhan)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(dòng)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(zài)小流量時幹擾(rǎo)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(lú),向棗莊市供應(yīng)煤氣10萬m3/d。2025年12月在(zai)🏃‍♀️外供煤氣管道(dào)上帶壓不停産(chǎn)安裝了雙發生(shēng)👈體CWL-G104C-1插入式渦街(jie)流量計,整個安(an)裝過程從開口(kou)焊接😍到參數設(shè)置調試完成僅(jin)用3h。
3.2現場調試
3.2.1儀(yí)表常數的計算(suàn)儀表出廠時已(yǐ)給出了探頭插(chā)入管㊙️道中心的(de)儀表常數,安裝(zhuang)時隻需按現場(chǎng)實際條✂️件換算(suàn)成儀表流量常(cháng)數♌KQ即可。爲此,需(xu)進行流場修🈲正(zhèng)和阻塞修正🌏換(huan)算:
KQ=KV/TUA(2)
式中KQ——儀表常(cháng)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(shu)α可按下式計算(suan):

式中θ——管道内平(píng)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(tài)🐉下介質的運動(dòng)粘度,m2/s。
阻塞修正(zheng)系數U按下式計(ji)算:

式中d——插入杆(gǎn)直徑,mm;D——管道内徑(jìng),mm。
3.2.2由不鏽鋼探頭(tóu)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(suan)
　　測量煤氣時,需(xu)要把儀表顯示(shì)值換算爲标準(zhǔn)狀态P=101325Pa,T=20℃的⛹🏻‍♀️流✊量,并(bing)對💔儀表常數進(jin)行溫度壓力修(xiū)正:

式中P——使用狀(zhuàng)态下的壓力,Pa;T——使(shǐ)用狀态下的溫(wēn)度,℃。
根據上述計(jì)算值設置流量(liang)計積算儀的常(cháng)數開關。
4對比标(biao)定
　　氣源廠、煤氣(qi)公司和儀表制(zhi)造廠三家共同(tóng)對渦街、孔闆、羅(luo)🌈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(tu)3,标定數據見表(biǎo)。


　　從計量裝置的(de)角度出發,羅茨(cí)流量計是容積(jī)式,計🔞量值在小(xiao)流📱量時比渦街(jiē)和孔闆流量計(ji)高。從表中看出(chu)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(wō)街和孔闆流量(liàng)計在流速低時(shí)計量值偏低。高(gao)流速時渦街流(liú)量計的量值大(da)🌈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(neng)🔴發揮理想計量(liàng)性能。從工藝上(shàng)看出,渦街流量(liàng)🏃計在羅茨表之(zhī)前,無旁‼️通,無洩(xie)🌈漏。而羅茨表前(qián)有幹脫設備,煤(méi)氣中的一些雜(za)⭐質,已被過濾,再(zai)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(zheng)常的🌈。
5結語
5.1對渦(wō)街流量計的跟(gēn)蹤對比和數據(ju)分析表明,在流(liu)量正常情況下(xià),渦街流量計精(jing)度比孔闆高。在(zai)低流速或間斷(duan)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(xǐ)、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(jia)以注意。

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