摘要：天然(rán)氣是一種多組(zu)分複雜的混合(he)氣體,其流量的(de)計💁量過去采用(yong)同心直角 孔闆(pǎn)差壓式流量計(ji) 測量方式,由于(yu)多種因素易引(yǐn)起測量誤差。從(cóng)智能型渦街流(liu)量計 簡單的工(gong)作原理,使用實(shi)例介紹應用渦(wo)街流量計測量(liàng)天然氣流量,提(ti)高天然氣計量(liang)的精度。
1前言
　　合(he)成氨裝置進入(ru)生産界區的燃(rán)料氣和原料氣(qì)的流量測量,采(cai)㊙️用的流量計是(shì)節流元件爲标(biāo)準孔闆和均速(sù)流👉量管的差☂️壓(yā)式流量計。由于(yú)天然氣是一🧡種(zhǒng)複雜的多組分(fèn)的氣體混合物(wu),天然氣輸送中(zhōng)夾帶的雜質和(he)水份,常☂️常會造(zào)成孔闆結碳👅髒(zang)物,均速♋流量管(guan)靜動壓孔堵塞(sāi),加之裝置本身(shen)的精度低,很⛹🏻‍♀️難(nan)使天然氣的流(liú)量測量準确可(ke)靠。
　　智能型渦街(jiē)流量計(又稱漩(xuan)渦流量計),是一(yi)種新型的.流💃🏻量(liàng)儀🌈表,從70年代末(mo)出現至今,相維(wei)出現了熱敏式(shi)壓㊙️敏式應力式(shi)超🥰聲式電容式(shì)等各種形式的(de)儀表,随着科學(xue)技🤟術的日㊙️新月(yuè)異,渦街流🏃量計(jì)的發展速度也(yě)是非常驚人的(de)。
2渦街流量計測(ce)量原理及應用(yòng)
　　智能型渦街流(liú)量計是利用流(liú)體力學中卡門(mén)渦街的原理🈲制(zhi)作的一種儀表(biǎo),其原理如圖1,圖(tú)2所示,當在流體(tǐ)流動的管道中(zhōng)放入🌈一個柱體(tǐ)障礙物(漩渦發(fa)生體)時,在發生(sheng)☁️體下遊的兩側(cè)就會交替地産(chan)生漩渦,這些漩(xuan)渦就是卡門漩(xuán)渦，也☎️稱卡門渦(wō)街。對于 渦街流(liu)量計 ,在一定雷(lei)諾數範圍内(2×104~7×106)内(nei),下列方程成立(lì):
f=St×v/d
式中
f:發生體一(yi)側産生的卡門(mén)渦街頻率
St:斯特(te)勞哈爾數(無量(liang)綱數)
v:流體的流(liú)速
d:漩渦發生體(ti)的寬度

　　St的(de)值與漩渦發生(shēng)體寬度d和雷諾(nuò)數Re有關。當雷諾(nuo)數Re<2×106情況下,St爲變(bian)數;當Re在2×104~7×106的範圍(wei)内,St值基本保持(chí)不變,這段範圍(wei)爲流量計的正(zhèng)常測量範圍。在(zài)漩渦發生體寬(kuān)度d和斯特勞哈(ha)爾數🚶St爲定值時(shi),漩渦産生的頻(pin)率f與流體的平(ping)均流速V成正比(bi),因此,可以從👨‍❤️‍👨漩(xuán)渦産生的頻率(lü)f求出流體的平(ping)均流速V。
　　由于漩(xuan)渦流量計的管(guǎn)道内插有漩渦(wo)發生體,因此在(zai)漩渦發生體處(chu)的流速與管道(dao)内其他部位的(de)平均流⁉️速不同(tóng),根據流體連續(xù)方程:Q=V1A1=V2A2
式中Q:通過(guo)流量計的流體(tǐ)流量
A1:流量計管(guan)道的載面積.
V1:流(liú)量計管道内流(liú)體的平均流速(su)
A2:漩渦發生體處(chu)管道的截面積(jī)
V2:漩渦發生體處(chù)管道内流體的(de)平均流速
設:A2/A1=m
當(dāng)d/D<0.35時，可近似認爲(wei):
m=1-1.25d/D
式中d:漩渦發生(shēng)體寬度
D:流量計(jì)管道内徑
整理(lǐ)f=StV/d;Q=V;A2=V2A2；
m=1-1.25d/D;
得到: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(zhōng):K爲流量計的流(liú)量系數,其物理(li)意義是每升流(liú)體的脈沖🤟數。
　　當(dang)流量計的管道(dào)内徑D和漩渦發(fa)生體寬度d爲确(què)定值時,K值随之(zhī)㊙️而确定。從Q=f/K可知(zhi):在一定的雷諾(nuò)數Re範圍内,流量(liang)Q與漩渦的頻率(lǜ)f成📱線性關系,隻(zhi)要測量出漩渦(wō)的頻率f就能求(qiu)得流過流量計(ji)管道流體的體(tǐ)積流量Q。漩渦流(liú)量計用🏃🏻‍♂️一個有(you)壓電元件的傳(chuan)感器組件來測(cè)量交替作用于(yú)發🔴生體的應力(li)而産生的漩🍉渦(wo)頻率f。
　　對渦街流(liu)量計的安裝要(yao)求,與一般 孔闆(pǎn)流量計 的安裝(zhuāng)要求有許多相(xiang)同,流體流向要(yao)與流量計标示(shì)一緻。夾持型渦(wo)街流量計,要把(ba)儀器的口徑對(dui)準鄰近管道🍉的(de)内㊙️孔,這一點很(hen)重要,否則将影(yǐng)響測量準确。安(ān)裝正确無誤後(hòu),将流量計的有(you)關參數設置好(hao),即可投🔞入使用(yong)。YF100型(E型)YEQFLO(渦街流量(liang)計)是一💁種新穎(yǐng)的智能型流量(liang)計,由于功能齊(qí)全,該儀表可用(yong)标準的遙控通(tong)信和現場本機(jī)通信,先進的通(tong)信功能使你可(kě)通過控制室“CTM-XL”或(huo)“μXL”操作面👉闆,或用(yòng)現場顯示器本(běn)機手持電腦終(zhōng)端(BT200)來監🚶‍♀️控運行(háng)情況和設定參(cān)數。一旦選定要(yao)測🏒量的流體後(hòu)🍓,儀表所♈要求的(de)僅僅是實際😄需(xū)要的那些參數(shù)㊙️,并且簡單方便(bian)易操作。其主要(yao)參數的設置如(rú)圖3所示。
　　從圖3中(zhong)可以看出,該流(liu)量計的測量流(liú)體可是液體、氣(qi)🐉體♊和蒸汽💰,并且(qie)可作質量型流(liú)量測量,或工作(zuò)狀🌈況下的體積(ji)流量測量與标(biāo)準狀況下的體(ti)積流量測量。

　　工藝生産(chan)上已習慣于用(yong)标準狀況下的(de)體積流量🔞來操(cao)作和進行物料(liào)平衡計算，加之(zhī)天然氣這種多(duō)組分的氣體混(hùn)合物,質量測量(liang)中要求的介質(zhì)密度🚩和粘度非(fēi)常确切的數值(zhi)難于實現,在實(shí)際使用上采用(yong)了标準狀況氣(qi)體體積流量測(cè)量的方式。
　　流量(liang)計的測量是基(ji)于Q=f/k公式,這裏Q是(shì)天然氣在實際(ji)工作壓力和溫(wen)度下的體積流(liú)量,換算.到标準(zhun)狀态下的體積(ji)🐆流量應爲🐕:
Q棟=P/Pn×(Tn+273.15)/(Tr+273.15)×QvK
　　這(zhè)是普遍應用的(de)測量方法,從上(shàng)式看,測量的累(lei)積是在一定✊工(gong)作時間内的平(ping)均溫度和平均(jun1)壓力折算到标(biao)準狀态下的體(tǐ)積,爲保證流量(liang)累積量的準⛷️确(que),必須進行在線(xiàn)實時溫度壓力(li)測量,是通過DCS内(nèi)部運算功能來(lái)實現其溫度壓(yā)力補償的,補❌償(chang)方式爲:

3渦街流(liu)量計與差壓式(shì)流量計的比較(jiào)，
　　天然氣流量測(cè)量,過去全部采(cai)用的是孔闆取(qu)壓,近🌈年選用了(le)渦街流量計測(ce)量天然氣流量(liàng)，表2是渦街流量(liàng)計與㊙️差壓式流(liu)💔量計的主要性(xìng)能比較,同時表(biao)明了爲🌂什麽要(yao)選用渦街流量(liàng)計來測量天然(rán)氣，

　　智能型渦街(jiē)流量計結構簡(jian)單,檢測元件不(bú)接觸介質,可測(ce)腐蝕性、較髒介(jie)質,無運動件,可(ke)靠性高,耐用♊性(xing)強,使用命壽命(ming)長♋，基本上無需(xu)維護,在天然氣(qì)流量測量上得(de)到了很好的應(ying)用,大有全部取(qǔ)代孔闆式差壓(ya)計測量天然氣(qì)的趨勢。但天然(rán)氣是一種較爲(wei)複雜的多💞組份(fèn)的氣體,引起測(ce)量誤差的因素(sù)比🛀🏻較多。加之使(shi)用☎️渦街流量計(jì)的時間不長,需(xu)要收集有關數(shù)據,用大量☀️的實(shi)際工作去驗證(zhèng)确定,積累經驗(yan),使渦街流量計(ji)在計量天然氣(qì)上更加準确,更(geng)加完善,發揮✍️其(qi)全部功能。

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