在氧化鋁生過程中渦街蒸汽流量計(jì)的運(yùn)用原理和方法

蒸汽渦街流量計(jì)的工作原理、選型注意事項(xiàng)及安裝要求，分析渦街流量計(jì)在氧化鋁生產(chǎn)蒸汽計(jì)量使用過程中的常見問題及相應(yīng)對策。拜耳法生產(chǎn)氧

是氧化鋁企業(yè)運(yùn)行中的重要能源，用于加熱苛性鈉溶液與鋁土礦石，同時(shí)也用于加熱濃縮分解后的母液。據(jù)統(tǒng)計(jì)蒸汽消耗占氧化鋁能源成本的40% ~60%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(biāo)之一，汽耗的高低直接反映這個(gè)企業(yè)的生產(chǎn)管理和駕馭生氧化鋁為例，工藝綜合能耗約15.72G J/t-A l 2 O 3 ，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)高低壓蒸汽消耗化鋁企業(yè)蒸汽需要計(jì)量點(diǎn)一般在8~10個(gè)，用汽量從3.5~206t/h不等，溫度和壓力也不盡相同。目前，在氧化鋁企業(yè)蒸汽計(jì)量儀表通常采用兩大類，一類是理的，如差壓孔板﹑音速噴嘴、阿牛巴、德爾塔巴、平衡式等，在這類儀表中，又以差壓孔板、阿牛巴、德爾塔巴占比較多；另一類是基于線性連續(xù)方程計(jì)、質(zhì)量流量計(jì)，由于質(zhì)量流量計(jì)價(jià)格昂貴，且高溫狀下精度喪失，故而又多以渦流量計(jì)計(jì)量為主。

僅取決于流體流速，是線性連續(xù)方程，通過圖1示渦街流量計(jì)測量模型推導(dǎo)，得到流量計(jì)量方程式（3）：斯特勞哈爾數(shù)，無量綱；f頻率H z/S；D流量計(jì)通徑 ；d迎流面寬度。渦街流量計(jì)是基于線性連續(xù)方程原理，只要雷諾數(shù)大于20000，測量與流體的性質(zhì)無等均無關(guān)。用水標(biāo)定出來的流量系數(shù)同樣適用于蒸汽計(jì)量，在常溫下標(biāo)定出的流量系數(shù)同樣適用于低溫和高溫蒸汽。這樣，渦街流量計(jì)更能適應(yīng)氧化鋁企溫度蒸汽計(jì)量的需求。 K為流量系數(shù)，含義是每升流量由幾個(gè)脈沖表示，即是P/L，經(jīng)過公式變換，實(shí)際計(jì)計(jì)算公式（4）： 一般，渦街流量計(jì)的流量系數(shù)，其實(shí)在設(shè)計(jì)時(shí)就已經(jīng)定下來了，但是每個(gè)生流量計(jì)進(jìn)行標(biāo)定，就是為了檢驗(yàn)制造誤差。但不管這個(gè)數(shù)是什么數(shù)，標(biāo)定合格了的流量系數(shù)就是正確計(jì)量的常數(shù)，適用于不同工況狀態(tài)的蒸汽。另外要注以看出，渦街流量計(jì)只能測流體的工況體積方，質(zhì)量方和標(biāo)準(zhǔn)體積方是根據(jù)密度或壓力溫度換算出來的。3 氧化鋁生產(chǎn)中蒸汽計(jì)量設(shè)計(jì)選型以表1為例，要計(jì)量點(diǎn)在8~10個(gè)左右，且一般均為過熱蒸汽，數(shù)學(xué)模式為二元函數(shù)，因此,設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮壓力、溫度雙補(bǔ)償。

3.1 工藝參數(shù)的選擇設(shè)計(jì)選型時(shí)要考慮數(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(shí)遵循如下原則：（1）非常高壓力情況下考慮非常小流量是否在該通徑的工作范圍之內(nèi)；（下考慮非常大流量是否超出該通徑的工作范圍之內(nèi)；另外，非常高溫度對應(yīng)脈沖輸出時(shí)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(biāo)準(zhǔn)流量系數(shù)（一般在儀表銘牌上）。

3.2 通徑的選擇設(shè)計(jì)選型時(shí)，考失，在進(jìn)行蒸汽計(jì)量時(shí)，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(jì)的通徑，而不能根據(jù)原管道內(nèi)競么選取流量計(jì)通徑。蒸汽流量計(jì)通表法及計(jì)算驗(yàn)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(jì)算驗(yàn)證流速、雷諾數(shù)是否在一定范圍內(nèi)。（1）范圍一般2m /s~60m /s，非常高應(yīng)＜80m /s。 其中：V為流質(zhì)黏度；D為流量計(jì)通徑。當(dāng)然有的產(chǎn)品能提供計(jì)算機(jī)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(xiàng)（1）選擇信號輸出時(shí)建率）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℃，建議采用分體型渦定要考慮溫度和壓力補(bǔ)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(jì)精確測量的前提條件，要使渦街流定、準(zhǔn)確，安裝時(shí)需注意以下幾點(diǎn)。（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(dāng)現(xiàn)場無法滿議采用與渦街流量計(jì)配套的流量鎮(zhèn)流器。 （3）安或者在振動較小的地方，院秒大功率用電設(shè)備。（4）安裝帶焊接時(shí)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

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(jī)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；或者調(diào)整參數(shù)設(shè)置，消除振動。如嚴(yán)重振動，則是更改流量計(jì)安裝位置、加固管線、流量計(jì)前后加軟連接。其次檢測判斷是否有50H z工頻干擾通常采用頻率方法。

如果計(jì)算出的結(jié)果

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(gè)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，電源分體式的還要檢測專用電纜是否連接正確，再有就是檢查發(fā)生體、轉(zhuǎn)換器是否損壞。其次判斷實(shí)際工藝蒸汽流量是否太小，判斷方法是在靠近流量計(jì)的管敲擊,無論何種型號的流量計(jì)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(jì)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)品說明書的非常大要求。處理辦法就是正確選用配套墊片并正確裝配，更改流量計(jì)流器。

6 小結(jié)

蒸汽渦街流量計(jì)是基于線性連續(xù)方程原理進(jìn)行測量的*流量計(jì)，因具有良好的介質(zhì)適應(yīng)能力，是節(jié)流式流量計(jì)的理想替代產(chǎn)品。它可以測量氧化鋁企業(yè)鋁行業(yè)中廣泛應(yīng)用。但只有在正確設(shè)計(jì)、正確選型以及正確安裝的條件下才能保證其測量準(zhǔn)確穩(wěn)定，為降低氧化鋁能源消耗發(fā)揮更高的價(jià)值效應(yīng)。