1、氧化铝生产中蒸汽消耗分布及目前的现状
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源消耗指标之一， 汽耗的高低直接反映这个企业的生产管理和驾驭生产的能力。
以某一氧化铝为例， 工艺综合能耗约15. 2GJ/t-A l 2 O 3 ， 蒸汽约占42% ， 其中蒸汽由高压蒸汽和低压蒸汽两部分组成。 表1为某氧化铝企业高低压蒸汽消耗点。
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， 温度和压力也不尽相同。
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、 德尔塔巴占比较多；另一类是基于线性连续方程原理的， 如涡流量计、质量流量计， 由于质量流量计价格昂贵， 且高温状态下精度丧失， 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） ：

其中：
Q f 为工况体积流量；
△P为差压；
ρ f 为工况下介质密度；
σ为流量系数；
k与介质黏度加工精度有关系数；
τ为介质膨胀系数。
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而且往往不准确的， 一般生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相同， 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
涡街流量计是基于线性连续方程原理：

其中：
St斯特劳哈尔数， 无量纲；
v介质流速；
f频率H z/S；
d迎流面宽度。
在这个公式 （2） 中有2个函数，一个是流体流速v， 另一个是斯特劳哈尔数St， 而斯特劳哈尔数St是雷诺数Re的函数， 当雷诺数Re到达20000后， 斯特劳哈尔数St就是一个常数。 当涡街流量计测量发生体形状固定， 迎流面宽度就一定， 这样一来， 频率仅仅取决于流体流速， 是线性连续方程， 通过图1示涡街流量计测量模型推导， 得到流量计量方程式 （3） ：

其中： St斯特劳哈尔数， 无量纲； f频率H z/S； D流量计通径 ； d迎流面宽度。
涡街流量计是基于线性连续方程原理， 只要雷诺数大于20000， 测量与流体的性质无关， 与密度、黏度等均无关。 用水标定出来的流量系数同样适用于蒸汽计量， 在常温下标定出的流量系数同样适用于低温和高温蒸汽。 这样， 涡街流量计更能适应氧化铝企业内高低压、 不同温度蒸汽计量的需求。

K为流量系数， 含义是每升流量由几个脉冲表示， 即是P/L， 经过公式变换， 实际运用中的涡街流量计计算公式 （4） ：

一般， 涡街流量计的流量系数， 其实在设计时就已经定下来了， 但是每个生产厂都要对每一台流量计进行标定， 就是为了检验制造误差。 但不管这个数是什么数， 标定合格了的流量系数就是正确计量的常数， 适用于不同工况状态的蒸汽。
另外要注意， 从公式 （4） 可以看出， 涡街流量计只能测流体的工况体积方， 质量方和标准体积方是根据密度或压力温度换算出来的。
3、氧化铝生产中蒸汽计量设计选型
  以表1为例， 氧化铝企业蒸汽需要计量点在8~10个左右， 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括： 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） zui高压力情况下考虑zui小流量是否在该通径的工作范围之内；
（2） zui低压力情况下考虑zui大流量是否超出该通径的工作范围之内；
另外， zui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：
Kt=K×[1-4.8×10-5×（T-15）]
其中：
T为工况温度； K为标准流量系数 （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， 对流量下限有一定要求， 要根据蒸汽流量的大小来选取流量计的通径， 而不能根据原管道内径来选取流量计通径。
蒸汽流量计通径选择可以采用查表法及计算验证。
查表法即是在产品样本上， 根据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、 雷诺数是否在一定范围内。
（1） 流速计算： 蒸汽流速范围一般2m / s~60m / s，zui高应＜80m /s。
V= 4×Q/ （3600×π×D×D） 
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： ①zui低流量时的雷诺数不得小于5000； ②保证精度zui低流量时的雷诺数不得小于20000。

其中： V为流速； ρ为密度； μ介质黏度； D为流量计通径。
当然有的产品能提供计算机选型软件， 直接把相关工艺参数输入， 就能得到理想的结果。
3. 3 注意事项
（1） 选择信号输出时建议使用脉冲 （频率） 输出方式， 如果要求输出电流信号， 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， 另外一定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， 被测蒸汽具有稳定流态是保证涡街流量计测量的前提条件，要使涡街流量计的测量值更稳定、 准确， 安装时需注意以下几点。
（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。

（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） 安装带焊接时要注意搭铁的位置， 防止压电晶片的损坏， 一般要件焊左搭左， 焊右搭右。
5、常见问题及注意事项
5. 1 无流量有信号
首先检测判断是否有振动， 如有轻微振动， 处理方法是外部机械消振措施， 如用橡胶软接头， 橡胶软垫等消振， 用支架固定管道； 或者是根据产品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。
其次检测判断是否有50H z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  ：

其中：
Q f 体积方m3 /h； Qm 质量方Kg/h； ρ工况密度Kg/m3 ； Kt仪表流量系统。
如果计算出的结果是或者接近50H z， 可采取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
首先检测接线是否正确， 供电电源的电压等级是否符合要求， 电源极性是否接正确， 分体式的还要检测电缆是否连接正确， 再有就是检查发生体、 转换器是否损坏。
其次判断实际工艺蒸汽流量是否太小， 判断方法是在靠近流量计的管道旁有规律地连续敲击, 无论何种型号的流量计均会出现流量显示。 处理办法就是更换通径小一些的流量计或在工艺条件允许的
情况下加大流量。
5. 3 流量不稳定
现场观察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品说明书的zui大要求。 处理办法就是正确选用配套垫片并正确装配， 更改流量计安装位置或加流
量镇流器。
涡街流量计是基于线性连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， 是节流式流量计的理想替代产品。 它可以测量氧化铝企业高低压蒸汽， 在氧化铝行业中广泛应用。 但只有
在正确设计、 正确选型以及正确安装的条件下才能保证其测量准确稳定， 为降低氧化铝能源消耗发挥其应有的作用。