摘要(yao)：天然氣是(shi)一種多組(zu)分複雜的(de)混合氣體(ti),其流量的(de)計量過去(qu)采用同心(xin)直角 孔闆(pan)差壓式流(liu)量計 測量(liang)方式,由于(yu)多種因素(su)易引起測(ce)量誤差。從(cong)智能型渦(wo)街流量計(ji) 簡單的工(gong)作原理,使(shi)用實例介(jie)紹應用渦(wo)街流量計(ji)測🌂量天然(ran)氣流量,提(ti)高天然氣(qi)計量的精(jing)度。
1前言
　　合(he)成氨裝置(zhi)進入生産(chan)界區的燃(ran)料氣和原(yuan)料氣的流(liu)⭕量測量,采(cai)💘用的流量(liang)計是節流(liu)元件爲标(biao)準孔闆和(he)均速流量(liang)管📐的差壓(ya)式流量計(ji)。由于天然(ran)氣是一種(zhong)複雜🛀的多(duo)組分的氣(qi)體混合✌️物(wu),天然⛱️氣輸(shu)送中夾💔帶(dai)的雜質和(he)水份,常🌈常(chang)會造成孔(kong)闆結碳㊙️髒(zang)物,均速流(liu)量管靜動(dong)壓孔堵塞(sai),加之裝置(zhi)本身的精(jing)度低,很難(nan)使天然氣(qi)的流量測(ce)量準确可(ke)靠。
　　智能型(xing)渦街流量(liang)計(又稱漩(xuan)渦流量計(ji)),是一種新(xin)型🔱的.流🌈量(liang)儀表,從70年(nian)代末出現(xian)至今,相維(wei)出現了熱(re)敏式壓敏(min)式應力式(shi)超😄聲式電(dian)容式等各(ge)種形式的(de)儀表,随着(zhe)科學技術(shu)的日新月(yue)異,渦街流(liu)量計的發(fa)展✔️速度也(ye)是❄️非常驚(jing)人的。
2渦街(jie)流量計測(ce)量原理及(ji)應用
　　智能(neng)型渦街流(liu)量計是利(li)用流體力(li)學中卡門(men)渦街🌏的原(yuan)理🌈制作的(de)一種儀表(biao),其原理如(ru)圖1,圖2所示(shi),當在流體(ti)流動的管(guan)道中放入(ru)一個柱體(ti)障礙物(漩(xuan)渦發生體(ti))時😍,在發生(sheng)體下遊的(de)兩側就會(hui)交替地産(chan)生漩渦,這(zhe)些漩渦就(jiu)是卡門漩(xuan)渦，也🐉稱卡(ka)門渦街。對(dui)于 渦街流(liu)量計 ,在一(yi)定雷諾數(shu)範圍内(2×104~7×106)内(nei),下列方程(cheng)成立:
f=St×v/d
式中(zhong)
f:發生體一(yi)側産生的(de)卡門渦街(jie)頻率
St:斯特(te)勞哈爾數(shu)(無量綱數(shu))
v:流體的流(liu)速
d:漩渦發(fa)生體的寬(kuan)度

　　St的(de)值與漩渦(wo)發生體寬(kuan)度d和雷諾(nuo)數Re有關。當(dang)雷諾數Re<2×106情(qing)況下,St爲變(bian)數;當Re在2×104~7×106的(de)範圍内,St值(zhi)基本保持(chi)不變,這段(duan)範圍爲流(liu)量❌計的正(zheng)常♉測量範(fan)圍。在漩渦(wo)發生體😄寬(kuan)度d和😍斯特(te)勞哈爾數(shu)St爲定值時(shi),漩渦産生(sheng)的頻率📞f與(yu)流體的平(ping)均流速V成(cheng)正比,因此(ci),可以從漩(xuan)渦産生的(de)頻率f求出(chu)流體的平(ping)均流速V。
　　由(you)于漩渦流(liu)量計的管(guan)道内插有(you)漩渦發生(sheng)體,因此在(zai)漩渦發生(sheng)體處的流(liu)速與管道(dao)内其他部(bu)位的平均(jun)流速不🚶‍♀️同(tong),根據流體(ti)連續方程(cheng):Q=V1A1=V2A2
式中Q:通過(guo)流量計的(de)流體流量(liang)
A1:流量計管(guan)道的載面(mian)積.
V1:流量計(ji)管道内流(liu)體的平均(jun)流速
A2:漩渦(wo)發生體處(chu)管道的截(jie)面積
V2:漩渦(wo)發生體處(chu)管道内流(liu)體的平均(jun)流速
設:A2/A1=m
當(dang)d/D<0.35時，可近似(si)認爲:
m=1-1.25d/D
式中(zhong)d:漩渦發生(sheng)體寬度
D:流(liu)量計管道(dao)内徑
整理(li)f=StV/d;Q=V;A2=V2A2；
m=1-1.25d/D;
得到:Q=πD2/4×1/St×d(1-1.25d/D)×f
令:K=1/[πrD2/4.1/St×d(1-1.25d/D)]
則(ze):Q=f/k
式中:K爲流(liu)量計的流(liu)量系數,其(qi)物理意義(yi)是每升流(liu)體的脈沖(chong)數。
　　當流量(liang)計的管道(dao)内徑D和漩(xuan)渦發生體(ti)寬度d爲确(que)定值✍️時,K值(zhi)随之而确(que)定。從Q=f/K可知(zhi):在一定的(de)雷諾數Re範(fan)圍内,流量(liang)Q與漩渦的(de)頻率f成線(xian)性關系,隻(zhi)要測量出(chu)漩渦的頻(pin)率f就能🛀求(qiu)得流過流(liu)量計管道(dao)流體的體(ti)積🌈流量Q。漩(xuan)渦流量計(ji)用一個有(you)壓電元件(jian)的💯傳感器(qi)組🈲件來測(ce)量交替作(zuo)用于發生(sheng)體的應力(li)而産生的(de)漩渦頻率(lü)f。
　　對渦街流(liu)量計的安(an)裝要求,與(yu)一般 孔闆(pan)流量計 的(de)安裝要求(qiu)有許多相(xiang)同,流體流(liu)向要與流(liu)量計标示(shi)一緻👉。夾持(chi)型渦街流(liu)量計,要把(ba)儀器的口(kou)徑對準鄰(lin)近管道🚩的(de)内孔,這一(yi)點⭕很重要(yao),否則将影(ying)響測量🏃準(zhun)确。安裝正(zheng)确無誤後(hou),将流量計(ji)的有關參(can)數設置好(hao),即可投入(ru)使用。YF100型(E型(xing))YEQFLO(渦街流🐆量(liang)計)是一種(zhong)新穎的智(zhi)能型流量(liang)計,由于功(gong)能🚶‍♀️齊全,該(gai)儀表🌈可用(yong)标準的遙(yao)控通信和(he)現場本機(ji)通信,先進(jin)的通信功(gong)能使你可(ke)通過控制(zhi)室“CTM-XL”或“μXL”操作(zuo)面闆,或用(yong)現場顯示(shi)器本機手(shou)持電腦終(zhong)端(BT200)來監控(kong)運行情況(kuang)和設定參(can)數。一旦選(xuan)定要測量(liang)的流體後(hou),儀表所要(yao)求的僅僅(jin)是♋實際需(xu)要的那些(xie)參數,并且(qie)簡單方便(bian)易操作。其(qi)主要參㊙️數(shu)的設置如(ru)圖3所示。
　　從(cong)圖3中可以(yi)看出,該流(liu)量計的測(ce)量流體可(ke)是液體、氣(qi)體和蒸汽(qi),并且可作(zuo)質量型流(liu)量測量,或(huo)工作狀況(kuang)下的體積(ji)流量測量(liang)與标準狀(zhuang)況下的體(ti)積流量測(ce)量。

　　工藝(yi)生産上已(yi)習慣于用(yong)标準狀況(kuang)下的體積(ji)流量🧡來操(cao)作和💁進💘行(hang)物料平衡(heng)計算，加之(zhi)天然氣這(zhe)種多組分(fen)的氣體混(hun)合物,質量(liang)測量中要(yao)求的介質(zhi)密度和粘(zhan)度🏃‍♀️非常确(que)切的數🔴值(zhi)難于實現(xian),在實際使(shi)用上采用(yong)了标準狀(zhuang)況氣體體(ti)積流量測(ce)量的方式(shi)。
　　流量計的(de)測量是基(ji)于Q=f/k公式,這(zhe)裏Q是天然(ran)氣在實際(ji)🤟工作壓力(li)和💛溫度下(xia)的體積流(liu)量,換算.到(dao)标準狀态(tai)下的體積(ji)流量應爲(wei):
Q棟=P/Pn×(Tn+273.15)/(Tr+273.15)×QvK
　　這是普(pu)遍應用的(de)測量方法(fa),從上式看(kan),測量的累(lei)積是在一(yi)😍定🛀工作時(shi)間内的平(ping)均溫度和(he)平均壓力(li)折算到标(biao)準狀态下(xia)的體積✌️,爲(wei)保證流量(liang)累積量的(de)準确,必須(xu)進行在線(xian)實時溫度(du)壓力測量(liang),是通過DCS内(nei)部運算功(gong)能來實現(xian)其溫度壓(ya)力👌補償的(de),補償方式(shi)爲♊:

3渦街流(liu)量計與差(cha)壓式流量(liang)計的比較(jiao)，
　　天然氣流(liu)量測量,過(guo)去全部采(cai)用的是孔(kong)闆取壓,近(jin)年選用了(le)渦街流量(liang)計測量天(tian)然氣流量(liang)，表2是渦街(jie)流量計與(yu)💔差壓⚽式流(liu)量計🌍的主(zhu)要性能比(bi)較,同時表(biao)明了爲什(shi)麽要⭕選用(yong)渦街流量(liang)計來測📧量(liang)天然氣，

　　智(zhi)能型渦街(jie)流量計結(jie)構簡單,檢(jian)測元件不(bu)接觸介質(zhi),可☁️測腐蝕(shi)性、較髒介(jie)質,無運動(dong)件,可靠性(xing)高,耐用性(xing)強,使用命(ming)壽命長，基(ji)本上無需(xu)維護,在天(tian)然氣流量(liang)測量上得(de)到✌️了很好(hao)的應用✉️,大(da)有全部取(qu)代孔闆式(shi)差壓計測(ce)量天然氣(qi)的趨勢。但(dan)天然氣是(shi)一種較爲(wei)複雜的多(duo)組份的氣(qi)體,引起測(ce)量誤差的(de)因素比較(jiao)多。加之使(shi)用渦街流(liu)量計的時(shi)間不長,需(xu)要收集有(you)關數據,用(yong)大量的實(shi)際工作去(qu)驗♍證确定(ding),積累經驗(yan),使渦街流(liu)量計在計(ji)量天然氣(qi)上更加準(zhun)确,更加完(wan)善,發揮🐕其(qi)全部功能(neng)🔞。

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