摘要(yào):爲了解(jiě)決 節流式流量計 在煤(méi)氣流量測(cè)量中(zhōng)存在(zài)的問題.設(shè)計了一種插入(rù)式氣(qì)體流量計(jì) .包括取(qǔ)壓頭.取壓導(dǎo)通裝置和(hé)密封固定裝置三部分。插入式氣體流(liú)量計在(zài)焦爐煤氣.高爐(lú)煤氣、混合(hé)煤氣等煤氣流量測(cè)量應用(yòng)後(hòu),煤氣(qì)計量數據(jù)更加(jiā)精準(zhǔn).生産更加(jiā)穩定,降低了生(shēng)成成本。
　　目(mù)前用于煤(méi)氣流量測(cè)量的(de)裝(zhuāng)置主要是節流(liú)式流量(liàng)計(jì),如(rú) 孔闆(pǎn)流量(liàng)計 、 内(nèi)藏 v錐(zhuī)流量計 等(děng),此類流量(liàng)測量裝置在使(shǐ)用中存在(zài)多個弊(bì)端(duān),如需要停(tíng)産安裝(zhuāng)、壓損(sǔn)大(dà)、易堵塞(sāi)、難疏通等。以焦(jiāo)爐(lú)煤氣(qì)爲例(lì),因煤(méi)氣淨(jìng)化能力不夠、雜(zá)質多(duō)、低溫時結(jié)萘等原因(yīn)造成(chéng)節流裝置堵塞(sāi)，嚴重影響(xiǎng)煤氣流量(liàng)計量,甚至(zhì)造成節(jiē)流(liú)裝置(zhì)處管(guǎn)道堵塞。節流裝(zhuāng)置堵塞後隻能在工藝停機時進行(háng)疏通(tōng),維護機會(huì)少(shǎo),難(nán)度大.特别是大(dà)口徑管道(dào),拆裝(zhuāng)時需要大型吊裝(zhuāng)機具的配合(hé)才能完成,費時(shí)費力。爲此,需研(yán)發-種(zhǒng)能防(fáng)堵、低(dī)壓損、可在線安(ān)裝維護的(de)插入(rù)式氣(qì)體流量計(jì)。
2插人式流(liú)量計(jì)的工作原(yuán)理
　　插(chā)入式(shì)流量(liàng)計是(shì)一種(zhǒng)采(cǎi)用(yòng)皮托(tuō)管原(yuán)理提(tí)取管道中心流速再換算(suàn)成流體體(tǐ)積流(liú)量和質量(liàng)流量的差壓式(shì)流量計,用于測量介質管(guǎn)道中心的流(liú)速,包括(kuò)取壓(yā)管和取壓(yā)頭,取壓(yā)管内分(fèn)别設置(zhì)有(yǒu)全壓(yā)通道(dào)和靜壓通(tōng)道,取壓(yā)頭的應(yīng)流側(cè)開設有與(yǔ)全(quán)壓通(tōng)道連通(tōng)的全(quán)壓孔,背流測開設(shè)有與靜壓通道連通的(de)靜壓(yā)孔(kǒng)。工(gōng)作時,将插(chā)人(rén)式(shì)流量(liàng)計的取壓頭插人管道中心,全壓孔對正(zhèng)流體(tǐ)的來(lái)流方向,靜(jìng)壓孔對正流體(tǐ)的去流方向(xiàng),全(quán)壓與靜壓之差(chà)即爲管(guǎn)道(dào)中心(xīn)的實測差壓,再由該(gāi)取(qǔ)壓頭的(de)風洞标定曲(qǔ)線拟合出該點的(de)标準差(chà)壓(yā),根據标準(zhǔn)差壓(yā)來計算流(liú)體的流量(liàng);同時(shí)還需(xū)要(yào)用(yòng)壓力變送(sòng)器測出流體壓力,用(yòng)熱電阻測(cè)出流(liú)體溫(wēn)度,把标準(zhǔn)差壓信号、壓力(lì)信号、溫度信号(hào)同時(shí)引(yǐn)人(rén)流量(liàng)積算儀或(huò)進入(rù)dcs系統(tǒng),一方(fāng)面對(duì)取壓頭的流(liú)量(liàng)方程進行計算(suàn),另一方面對流體進行壓力、溫(wēn)度補(bǔ)償,以保證(zhèng)測量精度。
3插(chā)入式流量計(jì)的設(shè)計與安(ān)裝
3.1取壓頭
　　取(qǔ)壓頭是插(chā)人式(shì)流量計的(de)重要組成部分(fèn),用于(yú)獲取(qǔ)流體(tǐ)産生的差壓信(xìn)号。取(qǔ)壓頭(tóu)采用弧面設計，将取(qǔ)壓頭(tóu)插人管道中心(xīn)時前側壁(bì)以及全壓(yā)孔對正流體的(de)來流(liú)方向,後側壁以(yǐ)及靜(jìng)壓孔(kǒng)對正(zhèng)流體的(de)去(qù)流方(fāng)向,阻擋(dǎng)部位位(wèi)于全(quán)壓孔(kǒng)一側(cè)弧面.阻擋(dǎng)部位(wèi)能夠促使流體向遠(yuǎn)離後側壁(bì)的方向(xiàng)流(liú)去,減少了(le)向後側壁(bì)流動的流(liú)體,即(jí)減少(shǎo)了管道内(nèi)向靜壓孔(kǒng)流動的流(liú)體(tǐ),增大了(le)差壓,提高(gāo)了測(cè)量的穩定性和(hé)準确.度。由(yóu)于全(quán)壓孔正(zhèng)對(duì)來流(liú)方向,孔内會形(xíng)成高壓區,壓力略高于管(guǎn)道内(nèi)壓力,從而阻止氣體中的(de)雜質進入全壓孔，避(bì)免了取壓頭被(bèi)堵。
3.2取壓導通裝(zhuāng)置
　　取(qǔ)壓導通裝置是(shì)把取壓頭(tóu)産生的差壓傳遞給差(chà)壓變送(sòng)器進而實(shí)現物(wù)理信号轉換的(de)裝置,取壓頭通過2根導壓管與(yǔ)上方的(de)三閥組連接,三閥組再(zài)與差壓變(biàn)送器(qì)連接(jiē),從而(ér)測得(dé)取壓頭兩側的(de)标準(zhǔn)差壓。 三閥(fá)組 采用3051型(xíng)号,可與市(shì)面上的絕(jué)大部分 差壓變(biàn)送器(qì) 直(zhí)接連接(jiē)。導壓管(guǎn)采用小(xiǎo)截(jié)面(miàn)設計,外部(bù)直徑隻有30mm,使用(yòng)過程中幾乎不(bú)阻擋(dǎng)管道(dào)内氣(qì)體流(liú)動,管道内氣體(tǐ)壓力(lì)損失(shī)小。
3.3密封固定裝(zhuāng)置
　　密封底(dǐ)座主要用于(yú)插(chā)人式流量計的固定(dìng)與密(mì)封(fēng),由于管(guǎn)道内(nèi)的氣體(tǐ)可(kě)能是有毒氣體(tǐ),氣體(tǐ)洩漏後有可能造成(chéng)重大(dà)事故,所以流量(liàng)計的密(mì)封非(fēi)常(cháng)重要(yào)。密(mì)封(fēng)固定(dìng)裝置(zhì)主要由管(guǎn)道焊(hàn)接底座、球閥、彈性密(mì)封圈(quān)和密封壓(yā)緊裝(zhuāng)置構(gòu)成(chéng)，其結構(gòu)如圖1所(suǒ)示。其中管道焊接底座(zuò)直(zhí)接焊接在管道上,實現流量(liàng)計與管道的設(shè)備連(lián)接(jiē);球(qiú)閥用(yòng)于對管道内的(de)氣體(tǐ)進行(háng)封堵(dǔ),實現流量(liàng)計插(chā)人前和拔(bá)出後(hòu)的管(guǎn)道氣體密(mì)封;彈(dàn)性(xìng)密封圈爲耐腐蝕(shí)耐高(gāo)溫彈性石墨材(cái)質，其(qí)内徑(jìng)與導壓管(guǎn)外徑尺寸(cùn)--緻,流(liú)量計插入後通過密封壓(yā)緊裝置對彈性(xìng)密封(fēng)圈施加壓(yā)力，彈性密(mì)封圈(quān)受力後發生形(xíng)變,與導壓(yā)管緊(jǐn)密貼合,從(cóng)而實(shí)現氣體的(de)密封。

3.4計算(suàn)方(fāng)法.
　　插人(rén)式流(liú)量計(jì)出廠前需(xū)要用風洞(dòng)進行(háng)标(biāo)定,通過标準(zhǔn)流(liú)量(liàng)與标準差(chà)壓計(jì)算出該流量計的流(liú)量倍率(lǜ)k。實際使(shǐ)用時(shí)需要(yào)根據(jù)流體的密(mì)度、壓力、溫度(dù)進行補(bǔ)償,流量計(jì)算選(xuǎn)用差壓模型,其(qí)計算公(gōng)式爲:

式中:m爲質量流量(liàng),kg;k爲流(liú)量倍率;△p爲(wèi)差壓值,kpa;p爲介質(zhì)密度,kg/m';pn爲介(jiè)質标(biāo)況密(mì)度,kg/m'。
3.5安裝(zhuāng)方法
　　插人式(shì)流量(liàng)計可(kě)以(yǐ)斷流安(ān)裝,也可通過帶(dài)壓開(kāi)孔工具在(zài)線安裝。安裝(zhuāng)時(shí),隻需在管(guǎn)道上(shàng)開一(yī)直徑30mm的圓(yuán)孔，在圓孔上方焊接(jiē)密封固定(dìng)裝置(zhì),把流(liú)量計插入(rù)即可。因支持在線(xiàn)插拔的(de)特性(xìng),避免(miǎn)停氣(qì)影響(xiǎng)生産,可在(zài)某些因生産工(gōng)藝要求而(ér)無法(fǎ)停氣(qì)的計量點(diǎn)進行(háng)安(ān)裝。插入(rù)管道(dào)前,應(yīng)計算(suàn)插人(rén)尺寸并檢查取壓頭(tóu)全壓(yā)和靜壓孔方向(xiàng),保證安裝後兩個取(qǔ)壓孔的端(duān)部位于管道中心線上,即(jí)管道(dào)中心處(chù),并且使(shǐ)全壓孔對(duì)正流體的來流方向、靜壓孔對正流(liú)體的(de)去流方向(xiàng),整體安(ān)裝方法(fǎ)如圖(tú)2所(suǒ)示。

4結語(yǔ)
　　插人(rén)式氣體流(liú)量計已在(zài)山鋼(gāng)股份萊蕪分公(gōng)司的焦爐煤氣、高爐(lú)煤氣、混合(hé)煤氣(qì)等煤氣流(liú)量測量(liàng),其(qí)徹底(dǐ)解決了孔闆等(děng)節流元(yuán)件存在安裝、測量、維護(hù)中的弊(bì)端.具有(yǒu)測量數據準确(què),防堵(dǔ)、低壓(yā)損、可(kě)在線(xiàn)安裝維護(hù)等優(yōu)點，是替代傳統(tǒng)流量(liàng)計的理想測量(liàng)裝置(zhì)。采用插人(rén)式流(liú)量計進行煤氣計量後,煤氣計(jì)量(liàng)數據更加精(jīng)準.生産更(gèng)加(jiā)穩(wěn)定,降低了成本(běn);爲企業的(de)生産經營提供(gòng)了準(zhǔn)确、可靠的監測(cè)和計量(liàng)數據,有(yǒu)利于企業合理調度(dù)煤氣、加強(qiáng)成本(běn)核(hé)算、降低(dī)能耗(hào)、提高效益(yì)。

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