渦街流量計在氧化鋁生產(chǎn)蒸汽計量中的應(yīng)用

摘 要：渦街流量計的工作原理、選型注意事項及安裝要求，分析渦街流量計在氧化鋁生產(chǎn)蒸汽計量使用過程中的常見問題及相應(yīng)對策。

拜耳法生產(chǎn)氧化鋁過程中，蒸汽是氧化鋁企業(yè)運行中的重要能源，用于加熱苛性鈉溶液與鋁土礦石，同時也用于加熱濃縮分解后的母液。據(jù)統(tǒng)計蒸汽消耗占氧化鋁能源成本的40%~60%。對于氧化鋁企業(yè)，蒸汽消耗成為企業(yè)成本的重要組成部分，在氧化鋁企業(yè)的發(fā)展和生存中起著決定性因素。

1 氧化鋁生產(chǎn)中蒸汽消耗分布及目前的現(xiàn)狀在拜耳法氧化鋁生產(chǎn)中，工藝綜合能耗主要由蒸汽、電力、水、壓縮空氣和燃料組成，其中蒸汽是氧化鋁生產(chǎn)的主要能源消耗指標之一，汽耗的高低直接反映這個企業(yè)的生產(chǎn)管理和駕馭生產(chǎn)的能力。以某一氧化鋁為例，工藝綜合能耗約15.72GJ/t-Al2O3，蒸汽約占42%，其中蒸汽由高壓蒸汽和低壓蒸汽兩部分組成。表1為某氧化鋁企業(yè)高低壓蒸汽消耗點。

2、渦街流量計工作原理

3 氧化鋁生產(chǎn)中蒸汽計量設(shè)計選型

以表1為例，氧化鋁企業(yè)蒸汽需要計量點在8~10個左右，且一般均為過熱蒸汽，數(shù)學模式為二元函數(shù)，因此,設(shè)計時需要考慮壓力、溫度雙補償。

3.1 工藝參數(shù)的選擇

設(shè)計選型時要考慮的因素包括：流量參數(shù)范圍、壓力參數(shù)范圍、溫度參數(shù)范圍，以流量選通徑。同時遵循如下原則：

（1）zui高壓力情況下考慮zui小流量是否在該通徑的工作范圍之內(nèi)；

（2）zui低壓力情況下考慮zui大流量是否超出該通徑的工作范圍之內(nèi)；

另外，zui高溫度對應(yīng)脈沖輸出時應(yīng)考慮發(fā)生體寬度的膨脹系數(shù)，工況溫度條件下的流量系數(shù)Kt：

其中：

T為工況溫度；K為標準流量系數(shù)（一般在儀表銘牌上）。

3.2 通徑的選擇

設(shè)計選型時，考慮到減少壓力損失，在進行蒸汽計量時，對流量下限有一定要求，要根據(jù)蒸汽流量的大小來選取流量計的通徑，而不能根據(jù)原管道內(nèi)徑來選取流量計通徑。

蒸汽流量計通徑選擇可以采用查表法及計算驗證。

查表法即是在產(chǎn)品樣本上，根據(jù)工況壓力下蒸汽可測流量范圍表查取流量通徑；然后計算驗證流速、雷諾數(shù)是否在一定范圍內(nèi)。

（1）流速計算：蒸汽流速范圍一般2m/s~60m/s，zui高應(yīng)＜80m/s。

V=4×Q/（3600×π×D×D） （6）

其中：V為流速；Q為體積流量：D為流量計通徑。

（2）雷諾數(shù)計算法：①zui低流量時的雷諾數(shù)不得小于5000；②保證精度zui低流量時的雷諾數(shù)不得小于20000。

Re》【（ρ×V×D） /μ 】（7）

其中：V為流速；ρ為密度；μ介質(zhì)黏度；D為流量計通徑。

當然有的產(chǎn)品能提供計算機選型軟件，直接把相關(guān)工藝參數(shù)輸入，就能得到理想的結(jié)果。

3.3 注意事項

（1）選擇信號輸出時建議使用脈沖（頻率）輸出方式，如果要求輸出電流信號，轉(zhuǎn)換過程將喪失±0.2%~0.4%精度。

（2）在氧化鋁企業(yè)中，蒸汽的溫度一般都大于150℃，建議采用分體型渦街流量計，另外一定要考慮溫度和壓力補償問題。

4 安裝要求

在氧化鋁企業(yè)蒸汽測量過程中，被測蒸汽具有穩(wěn)定流態(tài)是保證渦街流量計測量的前提條件，要使渦街流量計的測量值更穩(wěn)定、準確，安裝時需注意以下幾點。

（1）安裝確保傳感器銘牌上的箭頭指向與流體流向一致。

（2）安裝建議遵循直管段的要求，見表2，當現(xiàn)場無法滿足直管段要求時，建議采用與渦街流量計配套的流量鎮(zhèn)流器。

（3）安裝傳感器避開振動源或者在振動較小的地方，遠離大功率用電設(shè)備。

（4）安裝帶焊接時要注意搭鐵的位置，防止壓電晶片的損壞，一般要件焊左搭左，焊右搭右。

5 常見問題及注意事項

5.1 無流量有信號

首先檢測判斷是否有振動，如有輕微振動，處理方法是外部機械消振措施，如用橡膠軟接頭，橡膠軟墊等消振，用支架固定管道；或者是根據(jù)產(chǎn)品說明書調(diào)整參數(shù)設(shè)置，消除振動。如嚴重振動，則是更改流量計安裝位置、加固管線、流量計前后加軟連接。

其次檢測判斷是否有50Hz工頻干擾通常采用頻率計測量或電流值計算方法。這里介紹電流值計算方法，計算公式（8）：

如果計算出的結(jié)果是或者接近50Hz，可采取保證轉(zhuǎn)換器的外殼接地螺釘可靠接地或者把整個轉(zhuǎn)換器浮地。

5.2 有流量無信號

首先檢測接線是否正確，供電電源的電壓等級是否符合要求，電源極性是否接正確，分體式的還要檢測電纜是否連接正確，再有就是檢查發(fā)生

體、轉(zhuǎn)換器是否損壞。其次判斷實際工藝蒸汽流量是否太小，判斷方法是在靠近流量計的管道旁有規(guī)律地連續(xù)敲擊,無論何種型號的流量計均會出現(xiàn)流量顯示。處理辦法就是更換通徑小一些的流量計或在工藝條件允許的情況下加大流量。

5.3 流量不穩(wěn)定

現(xiàn)場觀察流量計安裝時墊片是否同心或伸人管道，工藝管道是否符合表2氧化鋁企業(yè)安裝要求或者產(chǎn)品說明書的zui大要求。處理辦法就是正確選用配套墊片并正確裝配，更改流量計安裝位置或加流

量鎮(zhèn)流器。

6 小結(jié)

渦街流量計是基于線性連續(xù)方程原理進行測量的新型流量計，因具有良好的介質(zhì)適應(yīng)能力，是節(jié)流式流量計的理想替代產(chǎn)品。它可以測量氧化鋁企業(yè)高低壓蒸汽，在氧化鋁行業(yè)中廣泛應(yīng)用。但只有在正確設(shè)計、正確選型以及正確安裝的條件下才能保證其測量準確穩(wěn)定，為降低氧化鋁能源消耗發(fā)揮其應(yīng)有的作用。

  江蘇進源儀表有限公司作為江蘇品牌流量計生產(chǎn)廠家，主營產(chǎn)品：污水流量計，電磁流量計,渦街流量計,汽油流量計,渦輪流量計,超聲波流量計,孔板流量計,蒸汽流量計等，為廣大消費者提供誠心誠信的服務(wù)。歡迎廣大新老客戶咨詢與采購，我們攜誠為您服務(wù)！

  我廠坐落在三湖環(huán)繞、日出斗金，由*總理親自命名的美麗荷鄉(xiāng)小城：金湖，若您需要來我廠考察觀摩，也歡迎您領(lǐng)略我們小城的三河風光、十里河蕩、晨鼓鐘鳴，享受我們小城的鄉(xiāng)情漁趣、湖鮮美食、森浴芬芳！