涡街流量计在氧化铝蒸汽计量中的应用分析
时间：2022-03-19 08:37:28
涡街流量计在氧化铝蒸汽计量中的应用分析。
摘要：涡街流量计的工作原理、选型注意事项和安装要求，分析氧化铝蒸汽计量使用过程中常见问题及相应对策。
在拜耳法氧化铝生产过程中，蒸汽是氧化铝企业运行中的重要能源，用于加热苛性钠溶液和铝土矿，也用于加热浓缩分解后的母液。据统计，蒸汽消耗占氧化铝能源成本的40%~60%。对于氧化铝企业来说，蒸汽消耗已经成为企业成本的重要组成部分，在氧化铝企业的发展和生存中起着决定性的作用。
1.在拜耳法氧化铝生产中，工艺综合能耗主要由蒸汽、电力、水、压缩空气和燃料组成，其中蒸汽是氧化铝生产的主要能耗指标之一，直接反映了企业的生产管理和控制能力。以某种氧化铝为例，综合工艺能耗约为15.72GJ/t-Al2o3，蒸汽约占42%，其中蒸汽由高压蒸汽和低压蒸汽组成。表1是某氧化铝企业的高低压蒸汽消耗点。
以表1为例，氧化铝企业一般需要8~10个蒸汽测量点，蒸汽消耗量从3.5~206t/h不等，温度和压力也不一样。
目前，氧化铝企业蒸汽计量仪器通常采用两类，一类是基于伯努力方程原理，如差压孔板、音速喷嘴、阿牛巴、德尔塔巴、平衡等，在此类仪器中，差压孔板、阿牛巴、德尔塔巴占比较大；另一种是基于线性连续方程原理，如涡流量计。质量流量计，由于质量流量计价格昂贵，高温下精度丧失，主要是涡流量计。
基于伯努力方程原理的蒸汽计量仪表的流量计量方程为(1):
公式（1）表明，一方面，由于方程式中介质蒸汽的密度，计量仪表的校准在氧化铝企业中非常麻烦，往往不准确。一般来说，大多数制造商都使用水校准。这种方法校准的精度并不代表蒸汽测量的精度。另一方面，由于方程式（1）中还有气体膨胀系数，不同蒸汽、不同压力、不同温度条件下的膨胀系数不同，即使压缩空气校准的精度也不代表蒸汽测量的精度。
2.涡街流量计工作原理。
3氧化铝生产中蒸汽计量设计选型。
以表1为例，氧化铝企业的蒸汽计量点约为8~10个，一般为过热蒸汽，数学模式为二元函数。因此，在设计中需要考虑压力和温度双重补偿。
选择3.1工艺参数。
在设计和选择应考虑的因素包括：流量参数范围、压力参数范围、温度参数范围、流量选择通径。同时，遵循以下原则：
(1)zui高压时，考虑zui小流量是否在该通径的工作范围内；
(2)zui低压时，考虑zui大流量是否超过该通径的工作范围；
此外，zui高温对应脉冲输出时，应考虑体宽膨胀系数，工况温度条件下的流量系数Kt:
其中：
T为工况温度；K为标准流量系数(一般在仪表铭牌上)。
选择3.2通径。
在设计选选择时，考虑到减少压力损失，在蒸汽计量中，对流量下限有一定的要求流量计的直径应根据蒸汽流量的大小来选择，而不是根据原管道的内径来选择。
可采用查表法和计算验证选择蒸汽流量计的通径。
查表法是根据工况压力下的蒸汽可测流量范围表，在产品样本上检查流量通径，然后计算验证流量。雷诺数是否在一定范围内。
(1)流速计算:蒸汽流速范围一般为2m/s~60m/s，zui高度应为80m/s。
(6)
其中：V为流量；Q为体积流量：D为流量计通径。
(2)雷诺数计算方法：①zui低流量时雷诺数不小于5000；②保证zui低流量时雷诺数不小于20000。
()
其中：V为流速；ω为密度；μ介质粘度；D为流量计通径。
当然，有些产品可以提供计算机选型软件，直接输入相关工艺参数，就能得到理想的结果。
3.3注意事项。
(1)选择信号输出时，建议采用脉冲(频率)输出方式，如果要求输出电流信号，转换过程将失去±0.2%~0.4%的精度。
（2）在氧化铝企业中，蒸汽温度一般大于150℃。建议采用分体涡街流量计，必须考虑温度和压力补偿。
4安装要求
在氧化铝企业蒸汽测量过程中，被测蒸汽流态稳定是保证涡街流量计测量的前提，使涡街流量计测量值更加稳定、准确，安装时应注意以下几点。
（1）安装确保传感器铭牌上的箭头与流体流向一致。
（2）安装建议遵循直管段要求，见表2。当现场不能满足直管段要求时，建议使用与涡街流量计相匹配的流量镇流器。
（3）安装传感器，避开振动源或振动较小的地方，远离大功率电气设备。
(4)安装带焊时要注意搭铁的位置，防止压电晶片损坏，一般要件焊左搭左，焊右搭右。
5常见问题及注意事项。
5.1无流量有信号。
首先，检测和判断是否有振动。如有轻微振动，处理方法为外部机械消振措施，如橡胶软接头、橡胶垫等。，并用支架固定管道；或根据产品说明书调整参数设置以消除振动。如果振动严重，则改变流量计的安装位置。加强管道。流量计前后加软连接。
其次，通常采用频率计测量或电流值计算方法来检测和判断是否有50Hz工频干扰。以下是电流值的计算方法，计算公式(8):
如果计算结果是或接近50Hz，可以确保转换器外壳接地螺钉可靠接地或整个转换器浮地。
5.2有流量无信号。
首先，检查接线是否正确，电源电压等级是否符合要求，电源极性连接是否正确，分体式检查电缆连接是否正确，然后检查发生。
身体。转换器是否损坏。其次，判断实际工艺蒸汽流量是否过小。判断方法是在流量计附近的管道旁有规律地连续敲击。无论什么类型的流量计，流量显示都会出现。处理方法是在工艺条件允许的情况下在工艺条件允许的情况下增加流量。
5.3流量不稳定。
观察流量计安装时垫片是否同心或伸缩管道，工艺管道是否符合表2氧化铝企业的安装要求或产品说明书的zui要求。处理方法是正确选择配套垫片并正确组装，改变流量计的安装位置或加流。
量镇流器。
6小结
涡街流量计是一种基于线性连续方程原理的新型流量计。由于其良好的介质适应性，它是节流流量计的理想替代品。可测量氧化铝企业的高低压蒸汽，**应用于氧化铝行业。但只有在正确的设计、正确的选择和正确的安装条件下，才能保证其测量的准确性和稳定性，并在减少氧化铝的能耗方面发挥应有的作用。
