摘要(yao):鋼鐵企業的煤(mei)煙氣管網的現(xiàn)場工況條件複(fú)♋雜。爲了♉安裝流(liú)量計并獲得流(liú)量計在工沉條(tiao)件下的線💔性度(du)和精度等級，采(cǎi)用模拟流量分(fen)析方法,針對蓄(xu)熱式闆坯加熱(re)爐煤煙管路的(de)實際工況條件(jian)🏃🏻,選取一種對稱(cheng)多孔孔闆差壓(ya)式流量計 ,對煤(méi)煙管路進行數(shù)字化分析和工(gong)況标定，從而确(què)定流量計的🛀具(jù)體安裝位置，得(dé)到工業環境下(xià)流量計的實際(jì)線性誤差和精(jīng)⚽度等級，實現煤(mei)煙的計量。
引言(yán)
　　流量計量對工(gong)業生産非常重(zhong)要,廣泛應用于(yú)工農業生産👈、科(kē)🈲學研究、國防建(jiàn)設以及生活等(deng)諸多領域川。經(jing)過流💋量計量儀(yi)💘表可以真實的(de)反映出成本,對(duì)實行企業能源(yuán)🐅管理減低能源(yuán)消耗有🧑🏾‍🤝‍🧑🏼着重大(dà)的作用。鋼鐵企(qǐ)業的煤氣管網(wang)主要存在上下(xia)遊直管段不充(chong)足、煤氣中含有(you)少量粉塵雜質(zhi)等問題。煤氣由(yóu)于其組分比較(jiào)複雜，且顆粒狀(zhuàng)和粘稠狀雜質(zhi)較多，造成煤氣(qi)的流量檢測比(bǐ)較困難。多孔孔(kong)闆型
　　流量計是(shì)一種新型的壓(ya)差式流量計，其(qí)結構簡單且能(néng)量損失低，因而(ér)被用于化工、核(he)能、環境控制系(xi)統等領域中的(de)流量🐉測量,多孔(kong)孔闆流量計在(zài)流量♻️檢測時,所(suǒ)測介質在通過(guo)多孔節流整⭕流(liu)器的同時進行(hang)流體整流，誠小(xiǎo)節流裝置後形(xing)成的渦流,形成(cheng)較穩定的紊流(liu)，從而使引👌壓管(guǎn)路能夠獲取到(dào)較穩💃定的差壓(yā)信🛀🏻号間。所以，多(duo)孔孔👉闆既能平(píng)衡調整流場,又(yòu)能降低渦流損(sǔn)失”。其中的對稱(cheng)多孔孔闆差壓(yā)式流量計可有(you)效提高計量精(jīng)度,具有壓力損(sun)失小、流出系數(shu)👅高、适應性好㊙️等(deng)特點。但由于缺(que)乏相對完✉️整的(de)結構參數設計(ji)和性🌈能優化設(shè)計準則的相關(guān)指導,在一定😘程(chéng)度上限制了🐪對(duì)稱多孔孔闆差(chà)壓式流量⭐計的(de)應用範圍。對于(yú)🚶未安裝流量計(ji)的煤煙管🔱路,按(an)照實際流體介(jie)質的現狀來有(yǒu)針🧡對性選取合(he)适的流量計量(liang)儀表凹,并運用(yòng)模拟流量的分(fèn)析方法來确定(ding)流量計的安裝(zhuāng)位置,從而有效(xiao)降低不利影響(xiǎng)，保證計量結果(guǒ)的正确率。
　　以鋼(gāng)廠未安裝流量(liàng)計的蓄熱式闆(pǎn)坯加熱爐煤煙(yan)管路爲例,根🍉據(ju)管路的現場工(gōng)況和管路内的(de)氣流🛀🏻分布♌情況(kuàng),選用一種對稱(cheng)多孔孔闆差壓(yā)式流量計進行(hang)計量,通過🚶數字(zi)化分析與工況(kuang)标定對比，從而(er)确定流量計的(de)具體🙇‍♀️安裝位置(zhì)🚶‍♀️，提高煤煙計量(liàng)的精🛀🏻度,爲生産(chan)能源有效調度(du)和能耗核算奠(dian)定的基礎。
1闆坯(pī)加熱爐煤煙管(guan)路現場工況
　　蓄(xù)熱式闆坯加熱(re)爐煤煙管路圖(tú)如圖1所示，管路(lù)是從總管出來(lái)♊後，經一個彎頭(tóu)和直管段後，再(zai)經過一♉個同💞面(mian)彎頭。直管段上(shàng)有一個蝶閥，蝶(die)閥部分縮頸。由(you)圖1可知，該蓄熱(re)式闆坯加熱爐(lú)煤煙🙇‍♀️管路适于(yú)安裝流量計的(de)直管段不足，受(shòu)煤煙管段中🔅彎(wān)頭反蝶閥的影(yǐng)響管道内易形(xíng)成複雜流态流(liu)🏃‍♀️動的情況，若流(liú)量計安裝位置(zhi)選擇不恰當，将(jiāng)會使流量計所(suo)得🙇🏻到的計量數(shù)據與煤煙的實(shí)際流動情況産(chǎn)生出入💃，從而影(yǐng)響煤煙的計量(liàng)精度。
 
蓄熱式闆(pǎn)坯加熱爐煤煙(yan)管路現場工況(kuang)基本參
數如下(xia):
(1)介質:煤煙氣;
(2)管(guan)道口徑:1220mm;
(3)管道壁(bi)厚:6mm;
(4)直管道尺寸(cùn):閥前3500mm;閥長2200mm;閥後(hou)2100mm;
(5)壓力:-4kPa(G);
(6)溫度:150℃;
(7)密度(dù):0.92kg/m3;
(8)粘度:2.47X10-5Pa.s;
(9)大流量:26.010kg/s;
(10)常(cháng)用流量:20.808kg/s;
(11)小流量(liàng):8.323kg/s。
2管路内氣流分(fèn)布規律
　　對蓄熱(re)式闆坯加熱爐(lu)煤煙管路未安(an)裝流量計的情(qing)況進😄行了數值(zhí)模拟，用于分析(xi)管道内流體的(de)流動狀🧑🏾‍🤝‍🧑🏼态，确定(ding)流量計的最佳(jia)安裝方案。數值(zhi)模拟方💰法是研(yan)究流量傳感器(qi)特性的有效手(shǒu)段之一，既可降(jiang)低成本，又可提(ti)高效率凹。所✉️以(yi)采用數值模拟(nǐ)的方法對煤煙(yan)管路進行分析(xi)，從而得到管路(lù)内的氣流分布(bù)規律‼️。分🙇‍♀️析時，工(gōng)況選取爲正常(chang)工況(常用流量(liang)20.808kg/s)。圖2和圖3爲蓄熱(rè)式闆坯加熱爐(lú)煤煙管路内截(jié)面上的速度分(fèn)布雲圖👉。
 
　　蝶閥前(qian)管路内煤煙的(de)流動狀态較蝶(die)閥後的流動狀(zhuàng)态相對較好，因(yin)爲蝶閥前管路(lù)内的氣流分布(bù)情⛹🏻‍♀️況主要受上(shàng)遊彎頭👣的影響(xiang)，而蝶閥後管道(dào)内的流場受上(shàng)遊彎頭的影響(xiang)、上遊閥🚶門的影(ying)響、上遊漸擴管(guan)與漸縮管的影(ying)響，此外當閥門(men)]變動時，閥後的(de)流動狀态變化(hua)相對較大。所以(yǐ)應将流量計安(an)裝在蝶閥前的(de)位置⛷️。從圖2和圖(tu)3可以看出，經過(guo)上遊彎頭後,煤(méi)煙管道下方位(wei)置的流速偏低(di)些，上部流速偏(pian)高些🈲，整個橫截(jié)面速度分布有(you)一定的偏差。從(cóng)流動狀态上看(kan),流量計的取壓(yā)點應取在與管(guǎn)道軸向平行🧑🏾‍🤝‍🧑🏼的(de)管壁位置處。
 
3确(què)定流量計安裝(zhuang)位置
　　流量計安(an)裝位置選定的(de)标準是:所選位(wèi)置的橫截面👄速(sù)‼️度分布盡可能(neng)均勻,同時也要(yào)考慮流量計的(de)安裝🥵和流量計(jì)自身的特點。對(dui)稱流量計是-種(zhong)對稱多孔孔闆(pan)差壓式流量計(ji),其設計圖如圖(tú)4所示。其計量精(jing)度高、對直管段(duan)要求較低，同時(shi)具有防堵的功(gong)效，适用于煤煙(yān)的流量計量,所(suǒ)以選用AB對稱流(liú)量計❓來對蓄熱(re)式闆坯加熱爐(lu)煤煙管路的流(liu)量進行計量。根(gēn)據煤㊙️煙管路的(de)實際🌍工況條件(jiàn)、煤煙管路内氣(qì)🏃‍♀️流的分布規律(lǜ)、安裝以及流量(liang)計的特點，應避(bì)免彎頭、漸縮管(guǎn)及閥門處對于(yú)管道内流速和(he)壓力的影響。經(jīng)過分析,該蓄熱(rè)式闆🛀坯加熱爐(lu)煤煙管路的流(liú)🔴量計安裝位置(zhi)距上遊彎頭中(zhōng)心的距離爲2.1m。因(yin)介質物性參數(shù)無準确的數值(zhí),差壓無特殊要(yao)求,因此選用常(chang)用的開孔比0.65的(de)AB對稱流量計。
 
4安(ān)裝流量計後管(guǎn)路内的流動狀(zhuang)态及工況精度(du)分析
　　工況選取(qǔ)爲正常工況(常(chang)用流量20.808kg/s)。圖5爲安(an)裝流量計‼️後的(de)蓄熱式闆坯加(jia)熱爐煤煙管路(lù)三維管道模型(xing)。圖6~9爲蓄熱🔱式闆(pǎn)坯加熱爐煤煙(yān)管路内各截面(miàn)速度分布雲圖(tu)及縱截面速度(du)矢量圖。從圖6可(ke)以看出經過流(liu)量計後,速度分(fen)布變爲很有規(gui)則。圖7和圖8分别(bie)爲煤煙管路🏃流(liú)量計前0.5m處橫截(jié)面速度分布雲(yún)圖與🏃‍♂️煤煙管路(lù)流量計後0.5m處橫(heng)截面速度分布(bu)雲圖❓，兩圖對比(bǐ)同樣能表明🌈經(jing)過流☁️量計後橫(heng)截面_上的速度(dù)分布相對規則(zé)。圖9爲煤煙管路(lu)縱截面速度矢(shǐ)量圖🔴，該圖展示(shì)了流量計出口(kǒu)處的流動狀态(tài)，在流量計後隻(zhi)是形成很小的(de)漩渦。所以,蓄熱(re)式闆🚶坯加熱爐(lu)🔴煤煙管路在👉選(xuǎn)定位置安裝流(liú)量計後流量計(jì)的尾流流🆚場能(neng)夠形成相對規(guī)👌則的流動狀态(tai),近而保證對煤(méi)煙管路進行正(zhèng)确計量。
 
　　分别對(duì)蓄熱式闆坯加(jia)熱爐煤煙管路(lù)的相應工況條(tiáo)⭕件即最🙇🏻大流量(liang)、常用流量和最(zuì)小流量用數字(zì)化分析☎️技術進(jìn)行标定♋，獲得蓄(xù)熱式闆坯加熱(rè)爐煤煙管路的(de)流量計量精度(dù)分析數據如表(biǎo)1所示。從表1中可(ke)看出流量計對(duì)于🐕煙氣管路的(de)計量線性度高(gāo)爲🈲0.426%，精度等級較(jiao)高爲0.5級。由此可(kě)以說明安裝流(liu)量計能夠對煤(méi)煙管路進行準(zhun)确計量。
 
5結論
(1)安(ān)裝流量計的蓄(xu)熱式闆坯加熱(re)爐煤煙管路内(nei)的💚流🍓動分布相(xiang)對不均勻,受煤(méi)煙管路中彎頭(tóu)和蝶閥的影響(xiang)，橫截面🌈.上部🐆分(fèn)區📞域流速波動(dong)較明顯，據流速(su)分布✌️特點，流量(liàng)計取壓點應💃🏻選(xuǎn)在與管路軸向(xiàng)平行的管壁位(wèi)置處。
(2)因煤煙管(guǎn)路直管段不足(zú)及煤煙管路的(de)實際工況條件(jiàn),選擇💞一🔅種對稱(cheng)多孔孔闆差壓(yā)式流量計進行(háng)計量🌏，同時結合(hé)🌈管路中流體的(de)流動狀态及所(suǒ)安裝流量計🐇本(ben)身的特點，确✂️定(ding)了流量計的最(zui)佳安裝位🐪置爲(wei):距離蓄熱式闆(pan)坯加熱爐煤煙(yan)管路.上遊彎頭(tóu)✍️中心.的距離爲(wei)2.1m。
(3)通過數字化分(fen)析和工況标定(dìng)，獲得了蓄熱式(shì)闆坯加熱爐🌈煤(mei)💛煙管路_上流量(liang)計的線性度爲(wei)0.426%,精度爲0.5級。

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