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某廠新建的10 萬t/a BDO 裝置，需要配套建設一套用于處理工藝生產排放廢氣、廢液的大型焚燒爐裝置。該焚燒爐裝置在保證有效焚燒處理廢氣、廢液，滿足環保要求的同時，配套了相應的余熱鍋爐，用于回收焚燒產生的高溫煙氣熱量。在裝置開車啟動和主反應器故障停車時， 該焚燒爐裝置還將承擔以天然氣為燃料，作為動力鍋爐。
用于輸送廢氣的管道尺寸Φ2 020 mm×10 mm，中間有一個90°彎頭，彎頭前直管段4 010 mm（約2D），彎頭后直管段3 550 mm（約1.75D）。煙氣壓力為7 kPa，溫度為72 ℃，滿刻度流量范圍為0~60 t/m3。
煙氣在通過彎道時，由于流向急速變化、流體分布不均造成壓力損失，導致管道流動阻力增大，流體在直角轉彎形成湍流。流場仿真見圖。圖中管道彎頭內側流速遠遠高于彎頭外側流速， 形成明顯的速度分離， 彎頭后的直管段部分也存在嚴重的速度分離現象，且在管道近壁面速度幾乎為零。
在此惡劣的工況下進行直接測量， 通過理論計算，勻速管流量計的zui大流量對應差壓為2.02 kPa，zui大壓力損失為0.2 kPa，但精度降低為15%，數據對于工藝已失去參考的意義。
必須考慮在煙氣流量計上游加裝整流裝置，提高測量精度。采用ISO 推薦的19 管管束流動整直器（1998）和Zanker 流動調整器是一種便利的方法，但這兩種整流裝置對于直管段的要求也遠超出實際管段的長度， 且也需要進行配合性試驗。參考ISO5167 和GB/T 2624 的關于流動整流的原理，設計符合此實際工況的流動調整器是另一種可行的方法。
1.1 均勻板流動調整器
zui初的設計思路是采用簡單多孔孔板達到整流效果，板面上各個開孔沿著徑向均勻分布。經過仿真后，如圖，發現煙氣在經過90°彎頭后速度分離明顯減弱，但近壁面速度幾乎沒有。這對于勻速管流量計靠近管壁處的取壓孔極為不利。
1.2 不均勻板流動調整器
參考Zanker 流動調整器板的尺寸設計經驗，改變流動調整器面的鉆孔尺寸及分布。
通過對不同形式流動調整器加裝效果的流場仿真，zui后確定流動調整器采用10 mm 的304 不銹鋼板制成， 見圖。在板面上鉆孔形成不均勻孔板形式，所有小孔的直徑都是管道內徑的函數，此次應用的直徑分別為Φ350、Φ 240、Φ180、Φ150、Φ140、Φ100、Φ50、Φ40。參照仿真結果對不同直徑小孔優化布置，形成板面中心孔隙率zui小，越向外側孔隙率越大的整體格局。
考慮到煙氣在經過彎頭急速轉彎后在流動調整器后側內壁仍有小范圍的極低流速區，在流動調整器底部單獨開一個Φ60 的小孔以對流動調整器后側內壁流速做補償。
圖中（a）是各規格小孔的總體布置，中間孔隙率zui小，zui外側孔隙率zui大；圖（b）反映的是底部額外開一個Φ60 的小孔以補償局部的低流速。
圖是對空隙比優化后的流動調整器的流場仿真， 圖中可見煙氣經過流動調整器后側流場均勻性明顯好轉， 沿中心向外側幾乎形成了同心圓均勻流場。且在管道壁面處的流速和均勻性均滿足勻速管流量計的測量要求。
實施方式
因大量開孔， 流動調整器整體的剛度相比未開孔前減弱了， 因此要利用扁鋼加固， 具體如圖，L為扁鋼間距，α 為扁鋼布置角度。加固的扁鋼間距L過大起不到作用，過小造成介質局部擾動，增加流動阻力，一般為500~700 mm；扁鋼布置角度，一般建議為45°~50°。確保每個加固空間是均勻布置的；zui后將加固后的流動調整器嵌入管道內壁， 采用雙面角焊焊接在管道內壁。為了保證焊接質量，建議采用氬弧焊打底， 尤其加工的流動調整器厚度小于2mm 時，采用氬弧焊。
應用效果
裝置實際運行后，在各種不同的煙氣負荷下，此種整流式流量測量的總體精度達到了5%左右，在裝置背壓較低的工況下， 測量精度達到了2.7%，遠遠高于不加流動調整器前計算的15%的精度，滿足了工藝物料平衡估算的目的。表1 是實際運行中記錄的一組數據統計。
氬氣流量計 沼氣流量計 煙氣流量計 燃氣流量計 氧氣流量計
