0 前言
在冶金行業(yè)，煤氣作為重要的二次能源，其瞬時(shí)流量和累積流量的準確計量，不僅影響著(zhù)相關(guān)控制系統的控制效果，而且也是企業(yè)內部市場(chǎng)化運作、進(jìn)行成本核算的重要依據。河南豫光鋅業(yè)有限公司動(dòng)力分廠(chǎng)負責對全廠(chǎng)煤氣管網(wǎng)管理維護工作。在對煤氣的組分、工況進(jìn)行了分析的前提下，調查總結了其它煤氣流量計量裝置使用經(jīng)驗，安裝了六套在線(xiàn)安裝式一體化阿牛巴流量計，并以其為核心組建了煤氣流量檢測系統。經(jīng)過(guò)一年來(lái)的運行，成功的實(shí)現了對全廠(chǎng)煤氣管網(wǎng)的監控和計量。
1 問(wèn)題的提出
在冶金企業(yè)生產(chǎn)中，無(wú)論是高爐煤氣還是轉爐煤氣，水分、灰塵等雜質(zhì)含量都比較高，容易產(chǎn)生凝聚沉積物。另外煤氣管道管徑大、運行壓力小，管道內煤氣流速小，流量測量難度大。雖然孔板流量計加工安裝簡(jiǎn)單，但是其量程比小、精度低、壓損大，不能滿(mǎn)足煤氣的計量。先前使用的菱形巴桿由于其抗堵性較差，產(chǎn)生差壓太小，維護時(shí)需停產(chǎn)檢修，影響了正常生產(chǎn)運行，所以也不能達到要求。
2 在線(xiàn)安裝式一體化阿牛巴流量計特點(diǎn)
該流量計是美國羅斯蒙特公司產(chǎn)品，采用差壓原理檢測流量，非常好的解決了孔板流量計在大口徑流量測量上的全部問(wèn)題。它有以下特點(diǎn)。
2.1 T型防堵設計
該流量計節流件橫斷面擁有*的T型防堵設計結構如圖1所示。工作中，流體介質(zhì)在節流件扁平正面產(chǎn)生一個(gè)高壓區，流體中的顆粒狀雜質(zhì)被偏轉繞過(guò)高壓區，并流離扁平背面低壓取壓口的滯流區，顆粒狀雜質(zhì)難以堵塞取壓孔，從而減小了在高、低壓區發(fā)生堵塞的機率。一些雜質(zhì)的吸附對它的測量精度不會(huì )造成在以往其他各種均速管流量計上的災難性的測量誤差。有資料表明當流體中不粘性干燥雜質(zhì)含量不大于6500mg/m3，對T型阿牛巴流量計幾乎是沒(méi)有影響。
圖1 T型防堵設計（白色為高壓區，蘭色為低壓區）
2.2 槽形取壓孔
管道內流體在管道橫截面上速度分布不均勻的，的速度式流量計需要得到流體的正確平均流速。該流量計節流件正面高壓側取壓孔為槽型設計，槽口長(cháng)度跨越整個(gè)煤氣管道橫截面，對流體的速度取樣達到85%以上，獲得比以往各種形狀節流件流量計12倍以上的流速取樣面積，因而得到平均流速更的測量結果、更大的流量差壓值。
圖2 相對差壓信號強度（橫坐標）
2.3 在線(xiàn)插入式安裝維護
安裝時(shí)，在管道上方加裝特殊設計的安裝底座和隔離閥，然后穿過(guò)隔離閥在管道上開(kāi)孔并安裝一體化阿牛巴流量計。由于隔離閥的存在，使得安裝維護可以在不停止煤氣運行的情況下進(jìn)行。由于T型阿牛巴流量計的正面高壓取壓槽口跨越了整個(gè)管道，在提高流體平均測量精度的同時(shí)，也大大降低了T型阿牛巴流量計的安裝要求。允許在X，Y，Z三軸方向上有±5o的偏差，±5o的偏差是人的眼睛能夠明顯判斷的，安裝人員更容易的安裝和調試。
2.4 實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)溫度壓力補償
一體化阿牛巴流量計內置了0.065%精度的差壓變送器、0.065%精度的壓力變送器、溫度變送器、高速CPU和大容量數據存儲器。內置的大容量數據存儲器儲存了各種流體在不同壓力、溫度下在計算公式中所需要使用的物理數據，包括密度、粘度、氣體常數、壓縮系數、等容比熱等，根據流體實(shí)際變化的工作壓力、溫度，從數據庫中取出對應的數據放入補償公式中計算。這個(gè)流量計算公式還對管道中心孔在不同溫度、壓力下的熱脹冷縮等各種影響進(jìn)行補償計算，zui大程度的消除了造成流量測量誤差的因素。
3 使用阿牛巴流量計需注意的問(wèn)題
（1）阿牛巴流量計的機械尺寸必須根據需要安裝的管道尺寸量身定做，在用戶(hù)提供的參數中必須包括管道外徑、壁厚、常用流量等相關(guān)參數，在阿牛巴的制造過(guò)程中流量測量范圍的標定是*根據用戶(hù)提供的數據計算設定的。因此，如果憑經(jīng)驗和印象提供流量數據和管道尺寸，就會(huì )造成很大的測量誤差。
（2）差壓式均速管流量計產(chǎn)生的差壓信號一般都比較小，zui小只有20～30Pa，均速管流量計產(chǎn)生差壓信號的大小和流體工況的雷諾系數密切相關(guān)。對于小于1kPa的差壓測量，特別是小于0.5kPa的差壓，是非?？简炞兯推餍阅艿?。各種均速管流量計在這樣低的流速條件下K的波動(dòng)非常大，影響測量精度。
（3）在差壓信號采集后，盡量不使用引壓管道，以提高差壓信號傳遞的信噪比和減少泄露。我們采用了阿牛巴、三閥組和差壓變送器一體化的直接安裝方式，*減除引壓管、排污閥和安裝支架等設備。這樣，不僅減少了使用引壓管道而引起的泄露，差壓信號失真等問(wèn)題，而且降低了成本，提高了精度。
4 使用效果
在線(xiàn)式一體化阿牛巴流量計在河南豫光鋅業(yè)有限公司安裝投運一年多來(lái)，經(jīng)過(guò)生產(chǎn)實(shí)踐、對比實(shí)驗和數據統計，證明在該廠(chǎng)管道煤氣測量中效果明顯。
4.1 低流速流量得以測量
至“煤氣發(fā)電”的煤氣管道管徑1500mm，zui大流量70000Nm3/h，常用流量45000Nm3/h，使用某Bar型流量計根本測不出流量。使用一體化阿牛巴流量計，實(shí)際應用中瞬時(shí)流量zui小可測量到18000Nm3/h。
4.2 減少堵塞發(fā)生幾率
由開(kāi)始使用至今，僅“6#高爐”出口處安裝的阿牛巴流量計，因意外原因致使該流量計出現一次堵塞，流量測量值由正常100000Nm3/h減小到75000Nm3/h，經(jīng)在線(xiàn)清理后至今工作正常。
4.3 在線(xiàn)安裝維護不影響生產(chǎn)
使用其它流量計，需要停止管道煤氣的運行，影響正常生產(chǎn)。在線(xiàn)安裝式一體化阿牛巴流量計則*解決了該問(wèn)題，對在線(xiàn)安裝式一體化阿牛巴流量計進(jìn)行安裝維護時(shí)，可以切斷隔離閥，確保煤氣無(wú)泄露，實(shí)現安全連續生產(chǎn)。
5 結束語(yǔ)
綜上所述，在選擇流量測量裝置時(shí)，不僅要依據理論知識，更要分析實(shí)際的工藝狀況和介質(zhì)特性，選擇適合該工況的檢測裝置。一體化阿牛巴流量計自安裝運行一年多，煤氣測量、計量精度大幅度提高，取得了良好的經(jīng)濟效益，證明了其在雜質(zhì)含量高的煤氣測量中的可靠性。該煤氣計量系統為整個(gè)濟源鋼鐵集團的煤氣能源核算，以及生產(chǎn)調度，產(chǎn)生了良好的效果。
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