摘要(yào)：天然氣是一(yi)種多組分複(fu)雜的混合氣(qì)體,其流量的(de)計量過🌈去采(cai)用同心直角(jiǎo) 孔闆差壓式(shì)流量計 測量(liang)方式,由于多(duō)種因素易引(yǐn)起測量誤差(cha)。從智能型渦(wo)街流量計 簡(jian)單的工作原(yuan)理,使用實例(li)介紹應用渦(wō)街流量計測(ce)🌏量天然氣流(liú)量,提高天然(rán)氣計量的精(jing)度。
1前言
　　合成(cheng)氨裝置進入(ru)生産界區的(de)燃料氣和原(yuan)料氣的流量(liang)測💋量,采用的(de)流量計是節(jie)流元件爲标(biao)準孔闆和均(jun1)速流量管的(de)差🏃‍♂️壓式流量(liang)計。由于天然(ran)氣是一🌍種複(fú)雜⭕的多組分(fen)的氣體混合(hé)🥰物,天然氣輸(shu)送中夾帶的(de)雜質和水份(fen),常♍常會造成(chéng)孔闆結碳髒(zāng)物,均速🙇‍♀️流量(liang)管靜動壓孔(kong)堵塞,加之裝(zhuāng)置本身‼️的精(jīng)度低,很難使(shi)天然氣💁的流(liu)量測量準确(que)可靠。
　　智能型(xíng)渦街流量計(jì)(又稱漩渦流(liú)量計),是一種(zhǒng)新型的.流量(liang)儀表👣,從70年代(dai)末出現至今(jīn),相維出現了(le)熱敏式壓敏(mǐn)式應力式超(chao)聲式電容式(shi)等各種形式(shi)的儀表,随着(zhe)科學技術的(de)日新月異,渦(wō)街流量計的(de)發展速度也(ye)是非常驚人(ren)的。
2渦街流量(liang)計測量原理(lǐ)及應用
　　智能(néng)型渦街流量(liàng)計是利用流(liú)體力學中卡(kǎ)門渦街的原(yuán)理制作的一(yī)種儀表,其原(yuán)理如圖1,圖2所(suǒ)示,當在流體(ti)⛱️流動的管道(dào)中放入一個(gè)柱體障礙物(wu)(漩渦發生體(ti))時🏃🏻,在發生體(ti)下遊的兩側(cè)就會交替地(dì)産生漩渦,這(zhe)些漩渦就是(shì)卡門漩渦，也(yě)稱卡門渦街(jie)。對于 渦街流(liu)量計 ,在一定(ding)雷諾數範圍(wéi)内(2×104~7×106)内,下列方(fāng)程成立:
f=St×v/d
式中(zhong)
f:發生體一側(cè)産生的卡門(mén)渦街頻率
St:斯(si)特勞哈爾數(shù)(無量綱數)
v:流(liu)體的流速
d:漩(xuan)渦發生體的(de)寬度

　　St的值與漩(xuan)渦發生體寬(kuān)度d和雷諾數(shù)Re有關。當雷諾(nuo)數Re<2×106情況下,St爲(wei)變數;當Re在2×104~7×106的(de)範圍内,St值基(jī)本保持不變(bian),這段範👄圍爲(wei)流量計的正(zhèng)常測量範圍(wéi)。在漩渦發生(sheng)體🐪寬度d和斯(si)特勞哈爾數(shù)St爲定值🈚時,漩(xuán)渦産生的頻(pín)率f與流體的(de)平均流速V成(cheng)正比,因☂️此,可(ke)以從漩渦産(chan)生的頻率f求(qiu)出流體的平(ping)均流速V。
　　由于(yu)漩渦流量計(jì)的管道内插(chā)有漩渦發生(sheng)體,因此在漩(xuan)渦發生📞體處(chu)的流速與管(guǎn)道内其他部(bù)位的平🏃‍♀️均流(liú)速不同,根據(ju)流體連續方(fāng)程:Q=V1A1=V2A2
式中Q:通過(guo)流量計的流(liú)體流量
A1:流量(liang)計管道的載(zǎi)面積.
V1:流量計(jì)管道内流體(ti)的平均流速(su)
A2:漩渦發生體(ti)處管道的截(jie)面積
V2:漩渦發(fa)生體處管道(dào)内流體的平(ping)均流速
設:A2/A1=m
當(dang)d/D<0.35時，可近似認(rèn)爲:
m=1-1.25d/D
式中d:漩渦(wō)發生體寬度(dù)
D:流量計管道(dào)内徑
整理f=StV/d;Q=V;A2=V2A2；
m=1-1.25d/D;
得(de)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(de)流量系數,其(qí)物理意義是(shi)每升流☁️體的(de)脈沖🥵數。
　　當流(liu)量計的管道(dào)内徑D和漩渦(wō)發生體寬度(dù)d爲确定值時(shí),K值随之而确(què)定。從Q=f/K可知:在(zai)一定的雷諾(nuo)數Re範圍内,流(liú)量Q與✏️漩渦🆚的(de)頻🍉率f成線性(xìng)關系,隻要測(cè)量出漩渦的(de)頻率f就能📱求(qiu)得流過流量(liang)計管道流體(tǐ)的體積🈲流量(liàng)Q。漩渦流量計(jì)用㊙️一個有壓(ya)電元件的傳(chuán)感器組件來(lái)測量交替作(zuò)用于發👌生體(ti)的應力而産(chǎn)生的漩💔渦頻(pin)率f。
　　對渦街流(liú)量計的安裝(zhuāng)要求,與一般(ban) 孔闆流量計(jì) 的安裝要求(qiu)有許多相同(tóng),流體流向要(yào)與流量計标(biāo)示一緻。夾持(chí)型渦街流量(liàng)計,要把儀器(qì)的口徑對準(zhǔn)鄰近管道的(de)内孔,這一點(diǎn)🈲很重要,否則(ze)将影響測量(liang)✂️準确。安裝正(zheng)确🔞無誤後🌈,将(jiang)流量計的有(yǒu)關參數設置(zhi)好,即可投入(ru)使用。YF100型(E型)YEQFLO(渦(wō)街流☎️量計)是(shì)一種新穎的(de)智能型流量(liang)✂️計,由于功能(neng)齊全,該儀表(biao)可用标準的(de)👅遙控通信和(hé)🥰現場本機通(tong)信,先進的通(tong)信功能使你(ni)可通過控制(zhi)室“CTM-XL”或“μXL”操作面(miàn)闆,或用現場(chǎng)顯示器本機(jī)🈲手🐅持電腦終(zhōng)端(BT200)來監控運(yun)行情況和設(she)定參數。一旦(dàn)🎯選定要測量(liàng)的流體後,儀(yí)表所要求的(de)僅僅是實際(ji)🏃🏻需要的那些(xiē)參數,并且簡(jian)單方便易操(cao)作。其主要參(cān)數的設置如(ru)圖3所示。
　　從圖(tú)3中可以看出(chu),該流量計的(de)測量流體可(kě)是液體、氣✔️體(tǐ)和蒸汽,并且(qiě)可作質量型(xíng)流量測量,或(huo)工作狀況下(xia)的體積流量(liang)測量與标準(zhun)狀況下的體(ti)積流量測量(liàng)。

　　工藝生産(chan)上已習慣于(yú)用标準狀況(kuàng)下的體積流(liú)量來操🏃🏻作和(hé)進行物料平(ping)衡計算，加之(zhī)天然氣這種(zhǒng)多組分的氣(qì)體混合物,質(zhi)量👌測量中要(yao)求的介質密(mì)度和粘度非(fēi)常确切的數(shù)值難于實現(xian),在💛實際使用(yòng)上采用了标(biāo)準狀況氣體(tǐ)體積流量測(cè)量的方式。
　　流(liú)量計的測量(liàng)是基于Q=f/k公式(shì),這裏Q是天然(rán)氣在實際工(gōng)作🛀壓力♊和🌍溫(wen)度下的體積(ji)流量,換算.到(dào)标準狀态🙇🏻下(xia)的體積流量(liàng)應爲:
Q棟=P/Pn×(Tn+273.15)/(Tr+273.15)×QvK
　　這是(shì)普遍應用的(de)測量方法,從(cóng)上式看,測量(liang)的累積✏️是在(zai)一🐅定工作時(shí)間内的平均(jun1)溫度和平均(jun)壓力折算到(dào)😍标準狀态下(xià)的體積💚,爲保(bǎo)證流量累積(ji)量的準确,必(bi)須進行在線(xiàn)實時溫度壓(ya)力測量,是通(tong)過DCS内部運算(suan)功能來實現(xian)其溫度壓力(lì)補償的,補償(cháng)方式爲:

3渦街(jiē)流量計與差(cha)壓式流量計(ji)的比較，
　　天然(ran)氣流量測量(liang),過去全部采(cǎi)用的是孔闆(pan)取壓,近年選(xuan)用了渦街流(liú)量計測量天(tiān)然氣流量，表(biao)2是渦街流量(liang)計與差壓式(shì)流量計的主(zhǔ)要性能比較(jiao),同時表📞明了(le)爲🍓什麽要選(xuan)用渦街流量(liàng)計來測量天(tiān)然氣，

　　智能型(xing)渦街流量計(ji)結構簡單,檢(jian)測元件不接(jiē)觸介🐉質,可🔞測(cè)腐蝕💋性、較髒(zāng)介質,無運動(dòng)件,可靠性高(gao),耐用性強‼️,使(shǐ)用🔞命壽命長(zhang)，基本上無需(xu)維護,在天然(rán)氣流量測量(liàng)上得到了很(hen)好的應用,大(dà)有全部取代(dài)孔闆式差壓(yā)計測量天然(ran)🛀🏻氣的趨勢。但(dàn)天然氣是一(yī)種較爲複雜(zá)的多組份的(de)氣體,引起測(ce)量誤差的因(yīn)素比較多。加(jia)之使✔️用渦街(jiē)流量計的時(shí)間不長,需要(yao)收集♌有關數(shu)據,用大量的(de)實際工作去(qù)驗證确定,積(jī)累經驗,使渦(wō)街流量計在(zai)💁計量天然氣(qi)上更加準确(que),更加完善,發(fā)揮其全部功(gong)能。

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