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畢托巴流量計(jì)在萊鋼焦?fàn)t煤氣計(jì)量中的應(yīng)用

時(shí)間：2020-07-23 11:31:42 來源：本站點(diǎn)擊：871次

一
、目前焦?fàn)t煤氣計(jì)量中存在的問題

焦?fàn)t煤氣是焦化廠煉焦產(chǎn)品的副產(chǎn)品

，熱值較高，發(fā)熱效果好

，是鋼鐵企業(yè)的主要二次能源。焦化廠

、熱電廠

、煉鐵廠、燒結(jié)廠

、各軋材線加熱爐均大量使用焦?fàn)t煤氣。但是

，焦?fàn)t煤氣的準(zhǔn)確計(jì)量一直是困擾我公司的一大難題

。

我公司焦?fàn)t煤氣測(cè)量大部分仍采用傳統(tǒng)測(cè)量方式——差壓式孔板流量計(jì)?div id="jfovm50" class="index-wrap">？装辶髁坑?jì)是一種經(jīng)典的流量計(jì)量裝置，具有國家標(biāo)準(zhǔn)作為數(shù)據(jù)支持

，計(jì)量數(shù)據(jù)可靠性高

。但是凈化后的焦?fàn)t煤氣仍含有焦油

、灰塵

、萘、水等雜質(zhì)

，焦油、灰塵等雜質(zhì)黏稠

，容易附著于管壁及導(dǎo)壓管

，因此經(jīng)常出現(xiàn)導(dǎo)壓管路被堵的情況。導(dǎo)壓管路一旦被堵，計(jì)量的準(zhǔn)確性將無從談起

。儀表維護(hù)人員大量的精力需放在導(dǎo)壓管路的疏通上，由此造成的維護(hù)量較大

。因此

，焦?fàn)t煤氣計(jì)量?jī)x表的防堵問題是目前急需解決的一個(gè)難題

。

自2008年4月

，我公司先后在燒結(jié)廠2＃豎爐焦?fàn)t煤氣、3＃燒結(jié)機(jī)焦?fàn)t煤氣的計(jì)量中試用了畢托巴流量計(jì)

，其中，用于2＃豎爐焦?fàn)t煤氣計(jì)量的畢托巴流量計(jì)已經(jīng)運(yùn)行了將近兩個(gè)月

，運(yùn)行數(shù)據(jù)穩(wěn)定

，至今未出現(xiàn)儀表堵塞。

二
、畢托巴流量計(jì)工作原理及特點(diǎn)

畢托巴流量計(jì)是采用皮托管原理提取流體流速（全壓-靜壓＝動(dòng)壓）再換算成流體體積流量與質(zhì)量流量的差壓式流量計(jì)。畢托巴傳感器采用非收縮節(jié)流設(shè)計(jì)

，是一種高效

、節(jié)能的速度流量探頭

。

1.防堵型系統(tǒng)組成及工作原理

我公司用于焦?fàn)t煤氣測(cè)量的兩套畢托巴流量計(jì)均為防堵型設(shè)計(jì)

。防堵型畢托巴流量測(cè)量系統(tǒng)由防堵型一次測(cè)量傳感器——畢托巴（無需清灰，本身具有防堵耐磨性能）和高準(zhǔn)確度差壓變送器組成

；利用畢托巴作為流量測(cè)量的傳感器配合高精度差壓變送器測(cè)出差壓，并將差壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成（4~20）mADC標(biāo)準(zhǔn)電流信號(hào)

，再引入DCS系統(tǒng)

，并用數(shù)字顯示出差壓、瞬時(shí)流量

、累積流量等參數(shù)。

2.系統(tǒng)特性

畢托巴流量傳感器是國家發(fā)改委推薦的節(jié)能產(chǎn)品

，經(jīng)過高精度風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)標(biāo)定

；采用剛玉材質(zhì)

，從根本上解決了風(fēng)速測(cè)量波動(dòng)

、防堵、耐磨等問題；通過在線疏通

，解決了易掛垢介質(zhì)的流量計(jì)量

，其測(cè)量準(zhǔn)確度較高

。

其性能特點(diǎn)如下：

（1）畢托巴流量傳感器能保持長(zhǎng)期的高精度

畢托巴流量計(jì)能夠在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)保持高精度

，其決定因素如下：

①畢托巴流量傳感器可實(shí)現(xiàn)每臺(tái)探針都在高精度標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)洞上從0m/s的風(fēng)速到150m/s的吹風(fēng)標(biāo)定

，測(cè)點(diǎn)在管道中心區(qū)

，并把標(biāo)定的數(shù)據(jù)經(jīng)過復(fù)雜的運(yùn)算得出探針的修正系數(shù)，從而使修正后探針提取的中心流速與管道內(nèi)各點(diǎn)流速的平均值形成對(duì)應(yīng)關(guān)系

。管道內(nèi)各點(diǎn)流速的平均值與探針提取中心流速之間的關(guān)系是以清華大學(xué)幾十年的吹風(fēng)數(shù)據(jù)為依據(jù)的

。

②在流體力學(xué)中流速（差壓換算成流速）和流量并不是簡(jiǎn)單的線性關(guān)系

，計(jì)算流量時(shí)采用分段修正的方法對(duì)所測(cè)信號(hào)進(jìn)行修正。計(jì)算時(shí)將差壓變送器輸出的（4~20）mA標(biāo)準(zhǔn)直流信號(hào)分n段

，用n個(gè)修正系數(shù)來修正，從而保證智能探針式流量計(jì)在全量程范圍內(nèi)的準(zhǔn)確度

。

（2）畢托巴流量傳感器壓力損失?div id="jpandex" class="focus-wrap mb20 cf">。ǜ吖?jié)能）

畢托巴傳感器采用了子彈頭形設(shè)計(jì)

，使其不僅在流量測(cè)量上保持了高精度

、高強(qiáng)度和大量程比，還使得管道壓損大大降低

。畢托巴的一次測(cè)量元件由Φ20mm不銹鋼制成

，其截面積小

，在介質(zhì)管道中壓力損失很小

。與長(zhǎng)徑噴嘴、孔板

、機(jī)翼等節(jié)流流量測(cè)量裝置相比較具有明顯的節(jié)能效果。

（3）畢托巴傳感器的可靠性高

畢托巴傳感器的探頭由不銹鋼材料制成（材質(zhì)1Cr18Ni9Ti）

，因探針的構(gòu)造非常簡(jiǎn)單

，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，雜物不容易進(jìn)去

，所以能夠長(zhǎng)時(shí)間保持測(cè)量準(zhǔn)確度。

（4）介質(zhì)管道截面形狀適用范圍廣

畢托巴流量計(jì)對(duì)介質(zhì)管道截面的幾何形狀無要求，如圓形

、方形

、長(zhǎng)方形等均適用。

（5）測(cè)量流量

、介質(zhì)范圍廣

介質(zhì)流速為（0.2~340）m/s時(shí)均可準(zhǔn)確測(cè)量。對(duì)低流速

、小流量

、大管徑測(cè)量效果尤佳。

（6）耐高溫高壓

一次元件智能探針選用1Cr18Ni9Ti不銹鋼制造而成（根據(jù)不同介質(zhì)的工況要求選型不同）

，可耐介質(zhì)最高溫度650℃，介質(zhì)最高壓力32MPa

。

（7）節(jié)省安裝及運(yùn)行費(fèi)用

智能探針節(jié)省了大量的安裝費(fèi)用

。畢托巴流量計(jì)在安裝過程中，只需要進(jìn)行簡(jiǎn)單的焊接

。焊接的工作量從幾厘米到十幾厘米不等，基本上與管道的直徑大小無關(guān)

。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)

，管道的管徑越大，智能探針在安裝上比長(zhǎng)徑噴嘴

、機(jī)翼、孔板等節(jié)流件節(jié)約的費(fèi)用越多

。畢托巴流量計(jì)節(jié)省了大量的運(yùn)行費(fèi)用

，與孔板等節(jié)流裝置相比，投入運(yùn)行不到一年所節(jié)省的費(fèi)用就可以收回采購成本

。

（8）便于維護(hù)清洗

畢托巴流量計(jì)插入式探針結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可以在線插拔

，當(dāng)測(cè)量焦?fàn)t煤氣等臟污介質(zhì)時(shí)

，只要將一次閥關(guān)閉，可以隨時(shí)拔出清洗

，維護(hù)方便

。對(duì)于管徑較大的測(cè)點(diǎn)

，可以加裝蒸汽或氮?dú)夥创笛b置

，反吹時(shí)

，需將變送器閥門關(guān)閉。

三
、安裝方式

防堵型畢托巴安裝時(shí)采用在水平管道上從上往下的插入式安裝方式，安裝方式有螺紋連接和法蘭連接等多種方式

。采用法蘭連接安裝時(shí)

，只需要在測(cè)量管道上鉆一個(gè)Φ50mm左右的插入孔，再將法蘭連接座定位焊接在管道上

，最后

，按照要求將畢托巴插入管道中

，通過螺栓與法蘭緊固即可

。

四、安裝步驟與運(yùn)行

1.安裝步驟

（1）選擇好位置并開孔

。在對(duì)應(yīng)的被測(cè)介質(zhì)管道上按照技術(shù)參數(shù)量好安裝前后直管段的距離

，找好安裝點(diǎn)進(jìn)行開孔

，開孔尺寸根據(jù)探針直徑大小而定

。

（2）開孔完畢后

，焊接連接底座

，畢托巴流量計(jì)在插入管道前應(yīng)檢查插入尺寸和頭部方向，要保證安裝后頭部位于管道中心線上

，即管外徑的一半

，并且使總壓孔對(duì)正來流方向。

（3）在探針插入管道后

，底座與管道焊接完畢

，引總壓和靜壓的引出口的導(dǎo)壓管到變送器，要求兩導(dǎo)壓管應(yīng)位于同一水平面

，彎度盡量保持一致，防止因兩導(dǎo)壓管高度不同引起的測(cè)量誤差

，且所有管道接頭等連接件應(yīng)焊接牢固

，以杜絕漏氣

。正常運(yùn)行后，應(yīng)檢查并保證無泄漏

。

（4）差壓變送器固定在適當(dāng)?shù)闹Ъ苌?div id="m50uktp" class="box-center"> 。并根?jù)現(xiàn)場(chǎng)情況選擇差壓變送器安裝位置

。差壓變送器的兩個(gè)接口應(yīng)布置在同一水平面內(nèi)

。

（5）管道和焊口應(yīng)徹底清洗，在緊固差壓變送器前

，還應(yīng)逐個(gè)打開一次截止閥

，用空氣清洗導(dǎo)壓管內(nèi)的焊渣和污物，然后將截止閥關(guān)斷

。

（6）連接好差壓變送器信號(hào)線。

2.投入運(yùn)行

（1）將差壓變送器24V直流電源投入

。

（2）將兩個(gè)一次截止閥依次打開

。

（3）進(jìn)行適當(dāng)?shù)呐盼邸⑴艢馓幚?div id="4qifd00" class="flower right">

，防止?dǎo)管積氣。

（4）關(guān)閉一次閥門

，打開變送器兩端的排氣閥

，觀察變送器零點(diǎn)是否正確，若有偏差進(jìn)行調(diào)零

。

五、使用效果及總結(jié)

充分考察了解畢托巴流量計(jì)后

，2008年4月

，我公司利用檢修機(jī)會(huì)在燒結(jié)廠2＃豎爐焦?fàn)t煤氣計(jì)量中裝入了第一臺(tái)畢托巴流量計(jì)，原孔板流量計(jì)經(jīng)清洗后重新裝入

。經(jīng)過近兩個(gè)月的數(shù)據(jù)比對(duì)

，畢托巴流量計(jì)累積運(yùn)行數(shù)據(jù)為801.4km3，孔板流量計(jì)累積運(yùn)行數(shù)據(jù)為780.1km3

。畢托巴流量計(jì)運(yùn)行數(shù)據(jù)僅比孔板流量計(jì)高2.7%，可見畢托巴流量計(jì)運(yùn)行數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度是可信的

。3＃105焦?fàn)t煤氣計(jì)量更換為畢托巴流量計(jì)后

，運(yùn)行數(shù)據(jù)穩(wěn)定，單位產(chǎn)品消耗煤氣量和原孔板數(shù)據(jù)基本一致

。

使用畢托巴流量計(jì)后

，不僅數(shù)據(jù)運(yùn)行穩(wěn)定，而且防堵功能出色

，至今未出現(xiàn)儀表堵塞情況

，大大降低了儀表維護(hù)人員的維護(hù)工作量。畢托巴流量計(jì)壓力損失小

，長(zhǎng)期運(yùn)行會(huì)具有較好的節(jié)能效果

。

但是，由于畢托巴流量計(jì)形成的差壓較小

，一般需選用微差壓變送器

，對(duì)差壓變送器的準(zhǔn)確度要求較高。畢托巴流量計(jì)的安裝要求較高

，需嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)安裝標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行

，否則將會(huì)產(chǎn)生較大的測(cè)量誤差。

上一篇：刮板流量計(jì)在原油計(jì)量中的誤差分析
下一篇：質(zhì)量流量計(jì)在氣體計(jì)量上的應(yīng)用

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