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涡街流量计

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涡街流量计在氧化铝出产蒸汽计量中的应用阐发

来源:作者:颁发时间:2016-05-11 10:44:33【

摘 要:涡街流量计的工作原理、选型留意事项及安装要求,阐发涡街流量计在氧化铝出产蒸汽计量使用过程中的常见问题及相应对策。
 
拜耳法出产氧化铝过程中,蒸汽是氧化铝企业运行中的主要能源,用于加热苛性钠溶液与铝土矿石,同时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,蒸汽消耗成为企业成本的主要组成部门,在氧化铝企业的成长和保留中起着决定性因素。
 
1 氧化铝出产中蒸汽消耗分布及目前的现状在拜耳法氧化铝出产中,工艺综合能耗主要由蒸汽、电力、水、压缩空气和燃料组成,其中蒸汽是氧化铝出产的主要能源消耗指标之一,汽耗的凹凸直接反映这个企业的出产治理和把握出产的能力。以某一氧化铝为例,工艺综合能耗约15.72GJ/t-Al2O3,蒸汽约占42%,其中蒸汽由高压蒸汽和低压蒸汽两部门组成。表1为某氧化铝企业凹凸压蒸汽消耗点。
某氧化铝企业蒸汽用汽点
 
        以表1为例,氧化铝企业蒸汽需要计量点一般在8~10个,用汽量从3.5~206t/h不等,温度和压力也不尽不异。
       目前,在氧化铝企业蒸汽计量仪表通常采用两大类,一类是基于伯努力方程原理的,如差压孔板﹑音速喷嘴、阿牛巴、德尔塔巴、平衡式等,在这类仪表中,又以差压孔板、阿牛巴、德尔塔巴占比力多;另一类是基于线性持续方程原理的,如涡流量计、质量流量计,由于质量流量计价格昂贵,且高温状况下精度丧失,故而又多以涡流量计计量为主。
 
基于伯努力方程原理的蒸汽计量仪表,其流量计量方程式为(1):
QQ截图20160511104659.jpg
 
公式(1)说明,一方面由于方程式中存在着介质蒸汽的密度ρf,因此,计量仪表的标定在氧化铝企业中是个很麻烦并且往往不准确的,一般出产厂大都采用水标定,这种方法标定出来的精度,不代表测量蒸汽的精度。另一方面由于方程式(1)中还有一个气体的膨胀系数τ,对于不同的蒸汽,不同的压力,不同的温度条件下的膨胀系数都不尽不异,因此,即使用压缩空气进行标定出来的精度也不代表测量蒸汽的精度。
 
2、涡街流量计工作原理
 
3 氧化铝出产中蒸汽计量设计选型
        以表1为例,氧化铝企业蒸汽需要计量点在8~10个摆布,且一般均为过热蒸汽,数学模式为二元函数,因此,设计时需要考虑压力、温度双补偿。
3.1 工艺参数的选择
     设计选型时要考虑的因素包罗:流量参数范围、压力参数范围、温度参数范围,以流量选通径。同时遵循如下原则:
    (1)好高压力情况下考虑好小流量是否在该通径的工作范围之内;
    (2)好低压力情况下考虑好大流量是否超出该通径的工作范围之内;
     别的,好高温度对应脉冲输出时应考虑发生体宽度的膨胀系数,工况温度条件下的流量系数Kt:
QQ截图20160511104725.jpg
其中:
T为工况温度;K为尺度流量系数(一般在仪表铭牌上)。
 
3.2 通径的选择
设计选型时,考虑到减少压力损失,在进行蒸汽计量时,对流量下限有必然要求,要按照蒸汽流量的大小来拔取流量计的通径,而不能按照原管道内径来拔取流量计通径。
 
蒸汽流量计通径选择可以采用查表法及计算验证。
      查表法便是在产物样本上,按照工况压力下蒸汽可测流量范围表查取流量通径;然后计算验证流速、雷诺数是否在必然范围内。
(1)流速计算:蒸汽流速范围一般2m/s~60m/s,好高应<80m/s。
V=4×Q/(3600×π×D×D) (6)
其中:V为流速;Q为体积流量:D为流量计通径。
(2)雷诺数计算法:①好低流量时的雷诺数不得小于5000;②保证精度好低流量时的雷诺数不得小于20000。
Re》【(ρ×V×D) /μ 】(7)
其中:V为流速;ρ为密度;μ介质黏度;D为流量计通径。
当然有的产物能提供计算机选型软件,直接把相关工艺参数输入,就能得到抱负的成果。
3.3 留意事项
(1)选择信号输出时建议使用脉冲(频率)输出方式,假如要求输出电流信号,转换过程将丧失±0.2%~0.4%精度。
(2)在氧化铝企业中,蒸汽的温度一般都大于150℃,建议采用分体型涡街流量计,别的必然要考虑温度和压力补偿问题。
 
4 安装要求
     在氧化铝企业蒸汽测量过程中,被测蒸汽具有不变流态是保证涡街流量计精确测量的前提条件,要使涡街流量计的测量值更不变、准确,安装时需留意以下几点。
(1)安装确保传感器铭牌上的箭头指向与流体流向一致。
(2)安装建议遵循直管段的要求,见表2,当现场无法满足直管段要求时,建议采用与涡街流量计配套的流量镇流器。
氧化铝企业蒸汽计量上下游不凡情况前后直管段长度参考
 
(3)安装传感器避开振动源或者在振动较小的地方,远离大功率用电设备。
(4)安装带焊接时要留意搭铁的位置,防止压电晶片的损坏,一般要件焊左搭左,焊右搭右。
 
5 常见问题及留意事项
5.1 无流量有信号
        首先检测判定是否有振动,如有稍微振动,处理方法是外部机械消振办法,如用橡胶软接头,橡胶软垫等消振,用支架固定管道;或者是按照产物说明书调整参数设置,消除振动。如严重振动,则是更改流量计安装位置、加固管线、流量计前后加软连接。
       其次检测判定是否有50Hz工频干扰通常采用频率计测量或电流值计算方法。这里介绍电流值计算方法,计算公式(8):
QQ截图20160511104752.jpg
 
假如计算出的成果是或者接近50Hz,可采纳保证转换器的外壳接地螺钉可靠接地或者把整个转换器浮地。
5.2 有流量无信号
         首先检测接线是否准确,供电电源的电压等级是否符合要求,电源极性是否接准确,分体式的还要检测专用电缆是否连接准确,再有就是查抄发生
体、转换器是否损坏。其次判定实际工艺蒸汽流量是否太小,判定方法是在靠近流量计的管道旁有规律地持续敲击,无论何种型号的流量计均会呈现流量显示。处理办法就是更换通径小一些的流量计或在工艺条件准许的情况下加大流量。
5.3 流量不不变
现场不雅察看流量计安装时垫片是否同心或伸人管道,工艺管道是否符合表2氧化铝企业安装要求或者产物说明书的好大要求。处理办法就是准确选用配套垫片并准确装配,更改流量计安装位置或加流
量镇流器。
6 小结
涡街流量计是基于线性持续方程原理进行测量的新型流量计,因具有良好的介质适应能力,是撙节式流量计的抱负替代产物。它可以测量氧化铝企业凹凸压蒸汽,在氧化铝行业中广泛应用。但只有在准确设计、准确选型以及准确安装的条件下才能保证其测量准确不变,为降低氧化铝能源消耗阐扬其应有的作用。
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