如何測量制造氧化鋁產生的蒸汽

作者: clcc123 日期: 2018-06-21 21:25:31 人氣: - 評論: 0

  在拜耳法生產氧化鋁的過程中,蒸汽是氧化鋁公司運營的重要能源。它用于加熱燒堿溶液和鋁土礦,也用于加熱和濃縮分解的母液。據統計,蒸汽消耗量占氧化鋁能源成本的40%至60%。對于氧化鋁公司而言,蒸汽消耗已成為公司成本的重要組成部分,并對氧化鋁公司的發展和生存發揮決定性作用。
1、氧化鋁生產中的蒸汽消耗分布和現狀
  在拜耳的氧化鋁生產過程中,該工藝的總體能耗主要由蒸汽,電力,水,壓縮空氣和燃料組成。其中,蒸汽是氧化鋁生產的主要能耗指標之一。蒸汽消耗水平直接反映了該企業的生產情況。管理和控制生產能力。以某氧化鋁為例,該工藝的總能耗約為15.72 GJ / t-Al2O3,蒸汽約為42%。蒸汽由高壓蒸汽和低壓蒸汽組成。表1顯示了氧化鋁企業的高,低壓蒸汽消耗點。以表1為例,氧化鋁公司需要測量點為8到10個蒸汽,蒸汽消耗量為3.5到206 t / h。溫度和壓力不一樣。

  目前,在氧化鋁公司蒸汽計量儀器通常使用兩大類。一個基于伯努利工作方程的原理,例如差壓孔,聲波噴嘴,三角管,三角形和平衡。在這種類型的儀器中,使用差壓??装辶髁坑?,阿牛巴流量計,德爾巴支撐更多;另一種是基于線性連續方程的原理,如渦街流量計,質量流量計等,因為質量流量計價格昂貴,并且在高溫下損失精度,所以主要是用渦街流量計測量。

  基于伯努利方程的原理,流量計量方程為(1):
  方程(1)表明,一方面,由于方程中介質蒸汽的密度ρf,計量設備的校準非常麻煩,并且在氧化鋁公司中通常不準確。大多數生產工廠使用水校準。校準的精確度不代表蒸汽測量的準確度。另一方面,由于式(1)中的氣體的膨脹系數τ,對于不同的蒸汽,不同的壓力和不同的溫度條件,膨脹系數不相同,因此它使用壓縮空氣進行校準。精度并不意味著測量蒸汽的準確度。
2、渦街流量計工作原理
渦街流量計它基于線性連續方程的原理:

  在這個公式(2)中,有兩個函數,一個是流體速度v,另一個是斯特勞哈爾數St,當雷諾數Re達到20,000時,斯特勞哈爾數St是雷諾數Re的函數。在斯特勞哈爾數字St是一個常數。當渦街流量計測量身體的形狀時,流入面的寬度是固定的。這樣,頻率僅取決于流體流量。它是一個線性連續方程,由圖1所示的渦街流量計測量模型導出。(3):


  渦街流量計是基于線性連續方程的原理,只要雷諾數大于20000,測量與流體的性質無關,與密度,粘度等無關。用水校準的流量系數也適用于蒸汽計量。在室溫下校準的流量系數也適用于低溫和高溫蒸汽。這樣,渦街流量計可以更好地適應氧化鋁公司的高低壓和不同溫度蒸汽計量的需求。

K是流量系數,這意味著每升流量由幾個脈沖表示,即P / L。公式轉換后,實際使用渦街流量計計算公式(4):

  一般來說,渦街流量計流量系數實際上是在設計時設定的,但每個生產工廠必須校準每個流量計來檢查制造誤差。無論這個數字是多少,校準流量系數都是正確的計量常數,適用于不同運行條件下的蒸汽。
  另外,應該注意的是,從方程(4)可以看出,渦街流量計只能測量流體的工作體積,質量平方和標準體積平方根據密度或壓力溫度。
3、氧化鋁生產中的蒸汽計量設計選擇
  以表1為例,氧化鋁公司需要測量大約8到10個點的蒸汽,通常是過熱蒸汽,數學模型是一個二元函數。因此,設計時應考慮壓力和溫度補償。
3.1、過程參數的選擇
  設計模型時要考慮的因素包括:流量參數范圍,壓力參數范圍,溫度參數范圍和流路選擇。同時遵循以下原則:
(1)在最大壓力下,考慮最小流量是否在路徑的工作范圍內;
(2)在最大流量被認為超過最低壓力路徑的工作范圍內;
   另外,最高溫度對應于脈沖輸出,應考慮體寬的膨脹系數,并且在工作溫度條件下的流量系數Kt:

其中:T是工作溫度; K是標準流量系數(通常在儀器銘牌上)。
3.2、路徑選擇
  在設計和選型時,考慮到壓力損失的降低,在蒸汽計量中,對流量的下限有一定的要求。流道應根據蒸汽流量的大小進行選擇,不能根據原管道內徑選擇流量計路徑。 。蒸汽流量計路徑選擇可以使用查表法和計算驗證。
查表法是在工作壓力范圍下檢查產品樣品在工作壓力范圍內的流路,然后計算出驗證流量,雷諾數是否在一定范圍內。
(1)流量計算:蒸汽流速范圍一般為2m / s?60m / s,最大值應小于80m / s。

其中:V是流量;
Q是體積流量:D是流量計路徑。

(2)雷諾數計算方法:1最低流量的雷諾數不得小于5000; 2確保精度的最小流量的雷諾數不得少于20,000?;馗病?/p>

其中:V是流量; ρ是密度; μ介質粘度; D是流量計路徑。當然,有些產品可以提供電腦選擇軟件,直接輸入相關工藝參數,即可獲得理想效果。
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。如果需要輸出電流信號,轉換過程將失去±0.2%?0.4%的精度。
(2)在氧化鋁企業中,蒸汽溫度一般大于150℃。建議使用單獨的渦街流量計。另外,必須考慮溫度和壓力補償。
4、安裝要求
  在氧化鋁企業的蒸汽測量過程中,被測蒸汽的穩定流動狀態是精確測量渦街流量計的先決條件。為了使渦街流量計的測量值更加穩定和準確,安裝時必須注意以下幾點。
(1)安裝確保傳感器銘牌上的箭頭指向與流體流動方向相同的方向。
(2)安裝建議符合直管段的要求。見表2.當現場不能滿足直管段要求時,建議使用與渦街流量計配套的流量鎮流器。

(3)將傳感器遠離振動源或振動較少的地方,遠離高功率設備。
(4)安裝磁帶時,注意地腳的位置以防止壓電晶片的損壞。通常,焊接部分的左側部分是左側,右側部分是焊接的。
5、常見問題和注意事項
5.1、沒有交通數
  首先,確定是否有振動。如果有輕微振動,處理方法是外部機械振動消除措施,如橡膠軟接頭,橡膠墊等,并用支架固定管道;或根據產品手冊調整參數設置以消除振動。 。如果出現嚴重振動,請更改流量計的安裝位置,加固管道,并在流量計前后添加軟連接。
  第二次檢測確定是否存在50Hz頻率干擾通常使用頻率計測量或電流值計算方法。以下是如何計算當前值,并計算公式(8):

  如果計算結果等于或接近50Hz,則確保變頻器的外殼接地螺釘可靠接地或整個變頻器懸浮。
5.2、沒有交通信號
  首先檢查接線是否正確,電源電壓是否滿足要求,電源極性是否正確連接,專用電纜是否連接到分體式是否正確。然后,檢查機身和轉換器是否損壞。其次,判斷實際過程蒸汽流量是否過小。判斷方法是定期連續敲打流量計附近的管道。無論哪種類型的流量計,都會發生流量顯示。解決方案是取代較小的流量根據工藝條件允許計量或增加流量。
5.3、不穩定的流量
  當安裝流量計時,觀察墊片是否同心或延伸管道。工藝管線是否符合表2氧化鋁企業安裝要求或產品規格的最大要求。處理方法是正確選擇匹配墊片并正確組裝,改變流量計的安裝位置或增加流量鎮流器。
6、小結
  渦街流量計是一種基于線性連續方程原理的新型流量計。由于其良好的介質適應性,它是節流流量計的理想選擇。它可以測量氧化鋁公司的高低壓蒸汽,并廣泛用于氧化鋁工業。然而,只有在設計正確,選型正確,安裝正確的情況下才能保證準確穩定的測量,并且應該在降低氧化鋁能耗方面發揮應有的作用。

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