如何合理選擇煤氣流量計(jì)量和檢測(cè)儀表類型
煤氣是通過(guò)半煤作為原料加工而制成的含有可燃組分的氣體，現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中大型的工業(yè)項(xiàng)目很多都是以煤氣作為燃料，在一些民用的取溫工程中也有著大量的應(yīng)用。由于凈化和冷卻的原因使焦?fàn)t煤氣產(chǎn)生很多的雜質(zhì)，然而水煤氣和高爐煤氣用來(lái)加熱焦?fàn)t時(shí)也同樣會(huì)產(chǎn)生很多的雜質(zhì)，往往會(huì)對(duì)其流量測(cè)量產(chǎn)生較大的影響。所以焦化企業(yè)在發(fā)展的過(guò)程中一直在為找到適合企業(yè)發(fā)展的各類煤氣流量計(jì)計(jì)量?jī)x表而大傷腦筋。隨著自動(dòng)化管理水平在不斷的提高，現(xiàn)代化生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展也在不斷地提升，因此在測(cè)量氣體流量時(shí)企業(yè)的要求也變的越來(lái)越高，市場(chǎng)需求是催生技術(shù)發(fā)展的直接源動(dòng)力，在當(dāng)前實(shí)驗(yàn)手段、傳感器技術(shù)和電子技術(shù)的發(fā)展在不斷地提升水平，所以社會(huì)上出現(xiàn)了越來(lái)越多類型的，可以適合不合場(chǎng)合和要求的流量測(cè)量?jī)x表，而且最重要的話題就是怎么樣選擇合理的流量測(cè)量?jī)x表。
當(dāng)然統(tǒng)稱為煤氣實(shí)際上根據(jù)加工方法可以有更多的分類、以其性質(zhì)和用途分為：煤氣化得到的是水煤氣、半水煤氣、空氣煤氣 （或稱發(fā)生爐煤氣），這些煤氣的發(fā)熱值較低，故又統(tǒng)稱為低熱值煤氣；煤干餾法中焦化得到的氣體稱為焦?fàn)t煤氣，高爐煤氣。屬于中熱值煤氣，可供城市作民用燃料。煤氣中的一氧化碳和氫氣是重要的化工原料。
總結(jié)以上的分類方法，其主要類型包括如下四種：
空氣煤氣 ― 以空氣（實(shí)際是空氣中的氧氣）作氣化劑；
混合煤氣 ― 以空氣和水蒸汽的混合物作氣化劑；
水煤氣 ― 以水蒸汽作氣化劑；
富氧煤氣 ― 以空氣、水蒸汽和氧氣（外加的純氧）混合物作氣化劑。
1.1 基本原理
流體的流量就是指每一個(gè)截面在單位時(shí)間內(nèi)都會(huì)有流體量經(jīng)通道流過(guò)去。表示流量的兩種方法有：
①質(zhì)量流量。質(zhì)量流量就是指每一個(gè)截面在單位時(shí)間內(nèi)都有流體質(zhì)量經(jīng)通道流過(guò)去，即：
Qm=dm/dt=ρwA kg/s （1）
②體積流量。體積流量就是指每一個(gè)截面在單位時(shí)間內(nèi)都有流體體積經(jīng)通道流過(guò)去，即：
Qv=dv/dt=wA m3/s （2）
在 這兩個(gè)公式里，管道橫截面積m2，用A 表示；管內(nèi)流體平均速度m/s，用W 表示；流體質(zhì)量kg，用m 表示；流體密度kg/m3，用ρ 表示；質(zhì)量流量kg/s 用Qm 表示；時(shí)間s，用t 表示；流體體積m3，用V 表示；體積流量m3/s，用Qv 表示。這兩者之間的計(jì)算公式是：m3/s，用Qv 表示。這兩者之間的計(jì)算公式是：
1.2 流體流量?jī)x表的分類
如圖1 所示，容積式、速度式、差壓式是劃分流體流量?jī)x表的三大類。
2
2.1
在目前焦化廠中所使用的差壓式流量計(jì)最多的一種方式就是孔板流量計(jì)，它所遵循的原理是流體流動(dòng)的節(jié)流，流量的測(cè)量是利用裝置在流經(jīng)節(jié)流的過(guò)程中，流體產(chǎn)生時(shí)就會(huì)有壓力差出現(xiàn)從而就實(shí)現(xiàn)了測(cè)量的效果?？装暹m用性廣，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，并且非常的標(biāo)準(zhǔn)化而且歷史十分的悠久。設(shè)計(jì)參數(shù)的孔板光潔度、安裝條件、合理性、氣體的凈化程度和磨損直接影響到它的測(cè)量精度。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的使用，其經(jīng)驗(yàn)告訴我們必須要對(duì)煤氣壓力的下限值進(jìn)行規(guī)定，避免回火的情況發(fā)生，因?yàn)樗邢喈?dāng)大的壓損，還要對(duì)此進(jìn)行定期的清理和打掃。
2.2 內(nèi)藏式雙文丘里管
如圖2 所示就是內(nèi)藏式雙文丘里管的設(shè)計(jì)圖。
在整個(gè)管里，內(nèi)文丘里管是一次核心的傳感元件，而外文丘里管的作用是誘導(dǎo)整流。當(dāng)環(huán)錐流道是由外文丘里管的內(nèi)壁和內(nèi)文丘里管的外壁形成的，流體經(jīng)流此處時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)靜壓降低、流速加快、流通面積變小的現(xiàn)象，所以差壓就會(huì)在內(nèi)文丘里管的進(jìn)出口處產(chǎn)生，因此壓差就會(huì)變大，因?yàn)樵黾恿藘?nèi)文丘里管內(nèi)的流體流速。在流體力學(xué)中此現(xiàn)象與內(nèi)流有相似的準(zhǔn)則，所產(chǎn)生的壓差也是一種函數(shù)現(xiàn)象，它是管道內(nèi)氣體的流向，所以管內(nèi)的流量可以用壓差值來(lái)進(jìn)行測(cè)量。
清掃維修和安裝方便，有很寬的量程范圍，穩(wěn)定的性能，高精度測(cè)量，損失小，是標(biāo)準(zhǔn)孔板的3%，這些性能是在相同的條件下此流量計(jì)的最主要的特點(diǎn)，管道上的直線段不需要預(yù)設(shè)是它的另一個(gè)十分重要的特點(diǎn)，通常就對(duì)直線段的1.25D 進(jìn)行預(yù)設(shè)就可以了。所以此安裝方法十分適合煤氣加熱焦?fàn)t的使用。
2.3 威力巴流量計(jì)
威 力巴流量計(jì)的截面形狀與彈頭相似，而它的雙腔結(jié)構(gòu)探頭是用不銹鋼所制成的單片雙腔結(jié)構(gòu)的31b 探頭，屬差壓式，它的面積在整個(gè)剖面上的分布都是一個(gè)管道的速度流體的取壓孔分布，圖3 是它的基本圖。通過(guò)圖3 可以分析得出，低壓平均信號(hào)的讀取與探頭和流體的分離點(diǎn)有很大的關(guān)系，這直接影響到了壓力的靜壓產(chǎn)生，也就出現(xiàn)了壓差ΔP，然而高壓的平均信號(hào)也是取壓孔的流體的一項(xiàng)十分重要的一點(diǎn)要求，即：
ΔP=P1+1/2ω2ρ- P2
=1/2ω2ρ （5）
在此公式里，P1 和P2 它們所代表的是低壓商和高壓端的靜壓，Pa，因?yàn)樗鼈兪窍嗤模涣黧w的流速，m/s 用W表示；低壓端與高壓端壓差用ΔP 表示。
并且V=wA （6）
所以ΔP=1/2ρV2/A2 （7）
流量和差壓在節(jié)流裝置的管道里是會(huì)發(fā)生正比的平方關(guān)系。這也是因?yàn)橥Π土髁坑?jì)有方便的清洗、安裝條件，測(cè)量流量范圍寬，高精度。此流量計(jì)具有防堵的功能，但是對(duì)于焦油類的流體不好清理，只適用于清潔的流體，因?yàn)樗目讖椒浅５男?，?duì)于直管的安裝有很大的要求，并且直接影響到靜壓值的湍流過(guò)程。
2.4 熱式氣體質(zhì)量流量計(jì)
傳感元件（TA）是較短的介質(zhì)溫度（TA），加熱元件是較長(zhǎng)的（TS），并且由鉑熱電阻傳感元件共兩根組成了熱式氣體質(zhì)量流量計(jì)，這是一個(gè)新開(kāi)發(fā)的高科技項(xiàng)目。為了使TS- TA 溫差一樣，就要對(duì)它的流體密度和速度以及它的熱量進(jìn)行正比的運(yùn)算，并且由熱量通過(guò)元件全部帶走，這樣就形成了更多的功率電路加熱元件，流體的質(zhì)量流量和電路中所輸出的功率有很大的關(guān)系，這些直接影響到了電路的流體質(zhì)量和功率的大小，而在價(jià)格方面也非常的高。在濟(jì)鋼焦?fàn)t中這幾項(xiàng)均有使用和試驗(yàn)，效果十分好。
3 總結(jié)
① 作者認(rèn)為，受到安裝條件和煤氣的限制，使焦化廠的煤氣能夠更加安全更全面的適用于焦化廠生產(chǎn)，內(nèi)藏式雙文丘里管還需要進(jìn)一步的進(jìn)行改進(jìn)和測(cè)量，這些都是經(jīng)試驗(yàn)證明和試用所得。②計(jì)算機(jī)技術(shù)、儀表行業(yè)和自動(dòng)化行業(yè)的發(fā)展非常的迅速，所以儀表的分析與分類就證明了流體計(jì)量?jī)x表的快速發(fā)展。
下載文檔
