煤气流量测量详细说明

冶金行业、化工行业、轻工行业Z普遍、Z重要的流量测量对象不外乎水、蒸汽、煤气、空气、氮气、氧气等等，不同介质在流量测量中所反映的问题不尽相同，难点也各不一样。但是，综合各方面的因素考虑，高（焦、发生）炉煤气的流量测量难度Z大，问题Z多，我们先重点分析这方面的问题和对策。

以冶金行业为例，在冶金企业中的煤气有高炉煤气、焦炉煤气及发生炉煤气，对于三种煤气而言，高炉煤气、发生炉煤气的流量测量相对焦炉煤气更容易一些。以高炉煤气比较说明：一是高炉煤气的密度比焦炉煤气的密度要高（高三倍左右）。对于差压式流量测量装置而言，在同样的速度条件下密度高的介质产生的差压值要大一些，容易保证系统的测量精度；二是高炉煤气中夹带的杂质主要是粉尘和水，相比较焦炉煤气还夹带一定数量的煤焦油而言，杂质对于流量装置的危害（主要表现为粘结和堵塞）相对要小一些，处理起来也相对容易一些，因此，我们认为，保证焦炉煤气的流量测量的稳定、可靠和要更加困难一些，如果我们能很好的解决了焦炉煤气流量测量中存在的诸多问题，那么解决其他介质的流量测量就会变得十分容易了。下面我们将煤气流量测量中可能遇到的问题归纳如下：

1、焦油、粉尘和水  

焦炉煤气中含有大量的煤焦油和粉尘，由于冶金企业中的焦炉煤气其主要用途是作为燃料，工艺对于焦炉煤气的净度要求不高，于是煤气的净化处理相对比较简单、粗糙，通常情况下，煤气只是通过喷淋降温、除尘、除焦油等简单措施之后就直接进入煤气输送管道送到用户烧掉了（高炉煤气的处理也是大同小异），正因为净化手段相对简单，因此，煤气中必然含有一定量的残余煤焦油、粉尘、水。这些杂质极易使测量装置发生粘接和堵塞，使流量测量装置测量精度得不到保证，严重时会使流量测量装置根本无法正常工作。如何防止流量测量装置粘接、堵塞以及如何方便的处理已经被粘接、堵塞的测量装置，使其正常工作是生产厂家需要解决的*个难题。

2、介质流速太低对测量准确性的影响

造成煤气在管道中流速太低的原因有二：

a）安全流速的限制

煤气在管道中的流速比较低的原因是所谓的“安全限速”要求造成的。在传统的安全规程中对于易燃、易爆的介质在管道中的安全流速有一定的限制，煤气限速在8m/s的范围以内；对于气体而言这个速度是非常低的（蒸汽和其他一般气体的经济流速都在20m/s以上），显然这个流速远远低于经济流速的范围；

b）煤气在管道中的压力太低，对于阻力损失的要求十分严格，因此，绝大多数用户在可能的条件下尽量不采用加压处理就直接将高（焦）煤气送入管道送给用户使用,其结果是管道内煤气的压力很低,一般只有几个千帕。     为了保证流量测量的准确性。对于低流速、低压力、低密度的煤气来说，流量测量装置的截流损失问题非常重要，过大的截流损失是不能考虑的，传统的孔板流量计之所以不在被人们接受其截流损失过大是重要原因之一。第二个需要解决的问题是：测量煤气的流量装置必须满足阻力损失小，甚至是无附加阻力损失的基本要求。
     3、密度低对流量测量的影响
     焦炉煤气的密度几乎是冶金行业所有需要进行流量测量中被测介质密度Z小的一种介质，在标准状态下他的密度只有0.46Kg/m3 （高炉煤气在标准状态下的密度是1.33 Kg/m3左右）。介质密度低对于那些利用介质动量原理进行流量测量的各种仪表来说（如：孔板流量计；威力巴流量计；针式流量计；弯管流量计等等），在同样流速条件下他所能产生的差压信号值相对比较小，这会增加流量测量的难度。第三个要求是：流量测量装置必须能够满足准确测量小信号的要求。
    ４、介质密度温压补偿对流量测量准确性的影响    为了保证气体（包括蒸汽）介质流量测量的准确性，必须在测量介质流量的同时测量出介质的温度和压力值，利用二次仪表具备的运算补偿功能在线对介质的密度进行计算和补偿。
     人们在认识温压密度补偿补偿的重要性方面还是有一点重视不够，其实，正确计算出工作状态下介质的真实密度，及时进行密度补偿是保证流量测量系统正常、准确工作的重要前提，在流量计算公式中，介质的密度和流量传感器产生的差压值是处于同样重要的位置上，密度偏差造成的流量测量不准确与差压变送器不准确造成的测量误差是*一样的。
     Q=α（△P÷ρ）1/2 
   或者 G=α（△P×ρ）1/2  
   其中，△P是差压变送器显示的差压值，而ρ就是介质的密度。人们重视差压变送器的质量和精度，这并没有什么错误，因为他们会直接影响系统的测量精度，但是，人们对于为什么一定要进行在线温压密度补偿重视不够确实是不应该的。对于流量测量装置的第四个要求是：煤气流量测量系统必须具备一般气体在线密度计算补偿功能。
    三、我们的建议和策略     针对上述在测量煤气中的几个难点问题，我们向您推荐我公司生产的弯管流量计。由于弯管流量计特殊的结构特点和工作原理，使他在测量诸如煤气这样的脏污介质时能够表现出十分优良的品质，使您获得意想不到的成效。    1、无附加阻力损失的节能型流量测量装置 
    弯管流量计的传感器是一个具有确定几何尺寸的弯头，当介质流过弯头时由于受到弯头的束缚被迫作类似的圆周运动，介质作圆周运动时产生离心力使处于弯管传感器内外两侧的取压孔获得一个与介质流速平方成正比的差压值，这就是弯管流量计的工作原理。由于弯管传感器是依靠流体本身作圆周运动产生离心力来进行流量测量的，因此，在弯管传感器中没有插入件或者节流件等流量转换环节和元件，我们将作为弯管传感器的标准弯头代替原来安装在管道上的弯头进行流量测量时，不会造成流体的附加阻力损失，因此，弯管流量计是名副其实无附加阻力损失的节能型流量测量装置。
    2、免维护的流量传感器     真正意义上的免维护流量测量装置是没有的，任何形式的流量测量装置在经过长周期运行之后，总是有需要检查、修理、更换的部件。我们这里所谓的免维护流量测量装置应该具备如下的基本品质。工作中不会磨损或者对磨损不敏感；在高速流体冲击下不会变形、扭曲、震动；长期高低温工作条件下敏感元件不会老化、变质而降低稳定性、灵敏度；对于环境中可能出现的震动、粉尘、潮湿、电磁场干扰不会敏感；经过长周期运行它的稳定性、灵敏度、准确性不会发生明显变化；能在*上防止传感器被粘污、结疤、堵塞等等。如果流量传感器真正能够达到上述的各种条件和要求，我们可以说他符合免维护传感器的标准。
     弯管传感器几乎能够满足上述的各种条件和要求。
     弯管传感器的结构特点使他的耐磨性能特别好，轻微的磨损对测量精度的影响不大，与必须维持传感器外型尺寸特别才能保证流量测量精度的仪表不同，弯管传感器对磨损不敏感；
    焊接式安装使弯管传感器在工作中不会发生变形、扭曲、泄露等问题；
    弯管传感器是依靠流体本身流动产生离心力进行流量测量的，差压信号是通过导压管送到差压变送器进行检测的，在传感器本体上没有任何其他的检测元件和敏感元件，因此，在高、低温条件下工作不会引起传感器工作的不正常；
     恶劣的工作环境对于弯管传感器的工作不会造成影响，在作好防腐工作的前提下，甚至可以将弯管传感器安装在水肿或者填埋在地下正常工作（只要将导压管引出水面或地面即可）；
    弯管传感器可以保证在经过长期运行之后仍然保证其高稳定性、高灵敏度、高准确性的特点，因为，长周期运行不会使弯管传感器发生明显的变化。
     结疤和堵塞 
    由于介质赃污使流量传感器发生结疤、粘接、堵塞是Z难解决的问题，棘手问题。我们能够做的是怎样延缓传感器的结疤 和堵塞。弯管传感器在工作中所出的位置和其他的弯头是一样的，关于弯管传感器的两个取压孔在特别脏污流体的作用下也会产生结疤和堵塞，其堵塞的部位一般在取压孔的根部，因为，从取压孔到差压变送器整个导压管处于盲室的状态，气体在导压管中是不流动的，随着差压值的增减，气体只是在导压口附近作吞吐，介质、中的脏污物质容易在在导压口附加积存而形成阻塞。   

我们的措施是：
    （1）在允许的范围内尽可能加大取压孔的孔径；
    （2）取压孔连接的根部阀选择三通旋塞阀，该阀门有一个工艺孔，方便对取压孔进行必要的疏通；
    （3）定期用低压蒸汽对取压阀及取压孔进行吹扫、清洗。通过两侧取压孔将低压蒸汽吹入弯管传感器可以部分清洗传感器对两侧面内壁的结疤，可以在一定程度上改善弯管传感器的工作状态。
    （4）特别需要的情况下弯管传感器可以采用法兰式安装，当弯管传感器结疤、堵塞影响正常工作或是不能保证测量精度时，可以将弯管传感器拆下清理。
     虽然结疤和堵塞对于所有的流量测量装置而言都是不可避免的，但是，弯管传感器的抗结疤能力还是比较强的，一市弯管传感器就是一个弯头，无任何插入件。二是大孔径的取压孔结疤和堵塞相对是不容易的。
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