摘要:鋼鐵企(qǐ)業的煤煙氣(qì)管網的現場(chang)工況條件複(fu)雜。爲了🔆安🙇🏻裝(zhuāng)流量計并獲(huo)得流量計在(zài)工沉條件下(xia)的線性度和(hé)精度等級，采(cai)用模拟流量(liàng)分析方法,針(zhēn)對蓄熱式闆(pan)坯加熱爐煤(mei)煙管路的實(shí)際工況條件(jiàn),選取一種對(duì)稱多孔孔闆(pan)差壓式流量(liang)計 ,對煤煙管(guǎn)路進行數字(zì)化分析和工(gong)況标定，從而(ér)确定流量計(jì)的具體安裝(zhuang)位置，得到工(gong)業環境下流(liu)量計的實際(ji)線性誤差和(he)精❗度等級，實(shi)現煤煙的計(ji)量。
引言
　　流量(liang)計量對工業(yè)生産非常重(zhòng)要,廣泛應用(yong)于工農業生(sheng)産、科學研究(jiu)、國防建設以(yǐ)及生活等諸(zhū)多領域川。經(jing)過流量計量(liàng)儀表可以真(zhēn)實的反映出(chū)成本,對實行(hang)企業能源管(guan)理減低能源(yuan)⁉️消耗有着重(zhong)大的作🚩用。鋼(gang)鐵企業的煤(mei)氣管網主要(yào)存在上下遊(yóu)直管段不充(chōng)足、煤氣中含(hán)有少量粉塵(chen)雜質等🏃‍♀️問題(ti)。煤氣由于其(qi)組分比較複(fú)雜，且顆粒狀(zhuàng)和粘稠狀雜(za)質🔞較多，造成(chéng)煤氣的流量(liàng)💋檢測比較困(kun)難。多☂️孔孔闆(pǎn)型
　　流量計是(shì)一種新型的(de)壓差式流量(liang)計，其結構簡(jian)單且能量損(sun)失低，因而被(bei)用于化工、核(he)能、環境控制(zhì)系🈲統等領域(yù)中的✔️流量測(cè)量,多孔孔闆(pǎn)流量計在流(liu)量檢測時,所(suo)測介質在通(tong)過多孔節流(liú)整流器的同(tong)時進行流體(tǐ)整流，誠小節(jie)流裝置後形(xing)成的渦流,形(xíng)成☁️較穩定的(de)紊🈲流，從而使(shi)引壓管路能(néng)夠🏃🏻獲取到較(jiào)穩🐉定的差壓(ya)信号間。所以(yǐ)，多孔孔闆既(ji)能平衡調👌整(zhěng)流場,又能降(jiang)♍低渦流損失(shī)”。其中的對稱(chēng)多孔孔闆差(chà)壓式流量計(ji)可有效提高(gao)計量精度,具(ju)有壓力損失(shī)小、流出系數(shù)高、适應性好(hao)等特點。但由(you)于缺乏相對(dui)完整的結構(gòu)參數設計和(he)性能優化設(shè)計準則的相(xiàng)關💜指導,在一(yi)定程度上限(xian)制了對稱多(duo)孔孔闆差壓(ya)式❄️流量計的(de)應用範圍。對(dui)于未安裝♋流(liú)量計的煤煙(yān)管路,按照實(shí)🈲際流體介質(zhi)的現狀來有(yǒu)針⚽對性選取(qǔ)合适的流量(liàng)計量儀表凹(ao),并運用模拟(ni)流量的分析(xī)方法來确定(dìng)流量計的安(an)裝位置,從而(er)有🤞效降低不(bú)利影響，保證(zhèng)計量結果的(de)正确率。
　　以鋼(gang)廠未安裝流(liu)量計的蓄熱(rè)式闆坯加熱(re)爐煤煙管🈲路(lu)爲例,根據管(guǎn)路的現場工(gong)況和管路内(nèi)的氣流分布(bu)情況,選用一(yi)種對稱多孔(kǒng)孔闆差壓式(shi)流量計進行(háng)計量,通過數(shu)字化分析與(yu)工況标🤞定對(duì)比，從而确定(dìng)流量計的具(ju)體安裝位置(zhì)，提高煤煙計(jì)量的精⛷️度,爲(wèi)生産能源有(you)效調度和能(neng)耗核算奠定(dìng)的基礎。
1闆坯(pī)加熱爐煤煙(yān)管路現場工(gōng)況
　　蓄熱式闆(pan)坯加熱爐煤(mei)煙管路圖如(ru)圖1所示，管路(lù)是⁉️從總管出(chu)來後，經一個(gè)彎頭和直管(guǎn)段後，再經過(guò)一🤞個同☁️面彎(wān)頭。直管段上(shang)有一個蝶閥(fá)，蝶閥部分縮(suō)頸。由圖1可知(zhī)，該蓄熱式闆(pan)坯加熱㊙️爐煤(méi)煙管路适于(yú)安💞裝流量計(jì)的直管段不(bú)足，受煤煙管(guan)段中彎頭反(fan)蝶🤩閥的影響(xiang)管道内易形(xíng)成複雜流态(tài)流動的情況(kuang)，若🔱流量計安(ān)裝位置選擇(zé)不恰當💔，将會(hui)使流量計所(suǒ)得🤩到的計量(liàng)數據與煤煙(yān)的🐕實際流動(dòng)情況産生出(chu)入，從而影響(xiǎng)煤煙的計量(liang)精度。
 
蓄熱式(shì)闆坯加熱爐(lú)煤煙管路現(xian)場工況基本(běn)參
數如下:
(1)介(jiè)質:煤煙氣;
(2)管(guǎn)道口徑:1220mm;
(3)管道(dào)壁厚:6mm;
(4)直管道(dao)尺寸:閥前3500mm;閥(fa)長2200mm;閥後2100mm;
(5)壓力(lì):-4kPa(G);
(6)溫度:150℃;
(7)密度:0.92kg/m3;
(8)粘(zhān)度:2.47X10-5Pa.s;
(9)大流量:26.010kg/s;
(10)常(chang)用流量:20.808kg/s;
(11)小流(liu)量:8.323kg/s。
2管路内氣(qi)流分布規律(lü)
　　對蓄熱式闆(pan)坯加熱爐煤(méi)煙管路未安(an)裝流量計的(de)情況進行了(le)數值模拟，用(yong)于分析管道(dào)内流體的流(liu)動狀态，确✌️定(ding)流💚量計的最(zui)佳安裝方案(àn)。數值模拟方(fāng)法是研🌐究流(liu)量傳感器特(tè)性的有效手(shǒu)段之一，既可(kě)降低成本，又(you)可提高效率(lü)凹。所以采用(yong)數值模拟的(de)方法對煤煙(yān)🈲管路進行分(fen)析，從而得到(dao)管路内的氣(qi)🐉流分布規律(lü)。分析時，工況(kuàng)選取爲正常(cháng)工況(常用流(liu)㊙️量20.808kg/s)。圖2和圖♈3爲(wèi)蓄熱式闆坯(pi)加熱爐煤煙(yān)管路内截面(miàn)上的速度分(fèn)布雲圖。
 
　　蝶閥(fá)前管路内煤(méi)煙的流動狀(zhuàng)态較蝶閥後(hòu)的流動狀🔱态(tai)相對較好，因(yin)爲蝶閥前管(guǎn)路内的氣流(liu)分布情況主(zhu)要受上遊彎(wān)頭🏃‍♀️的影響，而(ér)蝶閥後管道(dao)内的流場受(shou)上遊彎頭的(de)影響、上遊閥(fá)門的影響、上(shang)遊漸擴管與(yǔ)漸縮管的影(ying)響，此外當閥(fa)門]變動時，閥(fa)後的流✊動狀(zhuang)态變化相對(duì)較大。所以應(yīng)将流量計安(ān)裝在蝶閥前(qián)的位置。從圖(tu)2和圖3可以看(kan)出，經過上遊(yóu)彎頭後,煤煙(yān)管道下方位(wèi)置的流🏃‍♂️速偏(piān)低些，上部流(liu)速偏高些，整(zhěng)個橫截面速(sù)度✏️分布有一(yī)定的偏差。從(cong)流動狀态上(shàng)看,流量計的(de)取壓🌏點應取(qǔ)在與管道軸(zhóu)向平行的管(guǎn)壁位置處。
 
3确(que)定流量計安(an)裝位置
　　流量(liàng)計安裝位置(zhì)選定的标準(zhun)是:所選位置(zhi)的橫截面速(su)度🏃‍♂️分布盡可(ke)能均勻,同時(shí)也要考慮流(liu)量計的安裝(zhuang)和流量計自(zì)身的特點。對(duì)稱流量計是(shì)-種對稱多孔(kǒng)孔🈚闆差壓🈲式(shi)流量計,其設(she)💋計圖如圖4所(suǒ)示。其計量精(jīng)度高、對直管(guan)段要求較低(dī)，同時具有防(fang)堵的功❤️效，适(shì)用于煤煙的(de)流量計量,所(suǒ)以選用✏️AB對稱(chēng)流量計來對(dui)蓄熱式闆坯(pī)加熱爐煤煙(yān)管路的流量(liàng)進行計量。根(gen)據煤⚽煙管路(lù)的實際💜工況(kuàng)條件、煤煙管(guǎn)路内氣流的(de)分布規律、安(an)裝以及流量(liang)計的特點♈，應(ying)避免彎頭、漸(jian)縮管及閥門(men)處對💛于管道(dào)♋内流速和壓(yā)力的影❗響。經(jing)過分析,該蓄(xù)熱式闆🥰坯加(jiā)熱爐煤煙管(guǎn)路的流量計(ji)安裝位置距(ju)上遊彎頭中(zhōng)心的距離爲(wei)2.1m。因介質🈲物性(xìng)參數無準确(què)的數值,差壓(yā)無特殊要求(qiu),因此選用常(chang)用的開孔比(bǐ)0.65的AB對稱流量(liang)計。
 
4安裝流量(liàng)計後管路内(nèi)的流動狀态(tài)及工況精度(du)分析
　　工況選(xuan)取爲正常工(gōng)況(常用流量(liàng)20.808kg/s)。圖5爲安裝流(liú)量計♌後的蓄(xù)🤩熱式☂️闆坯加(jia)熱爐煤煙管(guan)路三維管道(dao)模型。圖6~9爲蓄(xu)熱式闆坯加(jiā)熱爐煤煙管(guǎn)路内各截面(miàn)速度🐇分布雲(yún)圖及縱截面(miàn)速度矢量圖(tú)。從圖6可以看(kan)出經過流量(liàng)計後,速度分(fen)布變爲很⭕有(yǒu)規則。圖7和圖(tu)8分别㊙️爲煤煙(yan)管路流量計(jì)前0.5m處橫截面(miàn)速度分布雲(yun)圖與㊙️煤煙管(guan)路流量計後(hou)0.5m處橫截面速(sù)度分布雲圖(tú)，兩圖對比同(tóng)樣能表明經(jīng)過流♈量計後(hou)橫截面_上的(de)速度🧑🏽‍🤝‍🧑🏻分布相(xiàng)對規則。圖9爲(wei)煤煙管路縱(zong)截面速度矢(shi)量圖，該圖展(zhan)示🔴了流量計(jì)出口處的流(liú)動狀态，在流(liú)量計🚶後隻是(shì)形成很小的(de)漩渦♍。所以,蓄(xù)熱式闆坯加(jia)熱爐煤煙管(guǎn)路在選定位(wèi)置安裝流量(liang)計後流量計(ji)的尾流流場(chǎng)能夠形成相(xiàng)對規則的✏️流(liu)動狀态,近而(er)保證對煤煙(yān)管路進行正(zheng)确計量。
 
　　分别(bié)對蓄熱式闆(pan)坯加熱爐煤(méi)煙管路的相(xiàng)應工況條件(jiàn)即最大流量(liàng)、常用流量和(he)最小流量用(yòng)數字化分析(xī)技術進行标(biāo)定，獲得蓄熱(re)式闆坯加熱(re)爐煤煙🛀🏻管路(lu)的流量計量(liang)精度分析數(shu)據如表1所示(shi)。從表1中可看(kan)出流量計對(dui)于煙氣管路(lù)的計量線性(xìng)度高爲0.426%，精度(dù)等級較高爲(wei)0.5級。由此可以(yi)說明安裝流(liu)量計能夠對(duì)煤煙管🙇‍♀️路進(jìn)行準确計量(liang)。
 
5結論
(1)安裝流(liu)量計的蓄熱(rè)式闆坯加熱(re)爐煤煙管路(lu)内的流🏃‍♀️動分(fèn)布相對不均(jun)勻,受煤煙管(guǎn)路中彎頭和(he)蝶閥🏃‍♂️的影響(xiǎng)，橫截面.上部(bù)分區域流速(sù)波動較明顯(xiǎn)，據流速分布(bu)特點，流量計(jì)取壓點應選(xuan)在與管路軸(zhou)向平行的管(guǎn)壁位置處。
(2)因(yin)煤煙管路直(zhí)管段不足及(jí)煤煙管路的(de)實際工況條(tiao)件,選擇一種(zhǒng)對稱多孔孔(kong)闆差壓式流(liú)量計進行計(jì)量，同時♋結合(hé)管路🏒中流⭐體(ti)的流動狀态(tai)及所安裝流(liu)量計本身的(de)特點，确⭕定了(le)流量計的最(zui)佳安裝位置(zhi)爲:距離🈲蓄熱(re)式闆坯加熱(re)爐煤煙管路(lu).上遊彎頭🔴中(zhōng)心.的距離♈爲(wèi)2.1m。
(3)通過數字化(huà)分析和工況(kuàng)标定，獲得了(le)蓄熱式闆坯(pi)加🏃🏻‍♂️熱爐煤煙(yan)管路_上流量(liàng)計的線性度(du)爲0.426%,精度爲0.5級(ji)。

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