針對(duì)Shell煤氣化汽包大小室間流量測(cè)量的重要性及工況的特殊性（高溫，高壓，雙向流量），提出采用三聲道蒸汽流量計(jì)作為測(cè)量?jī)x表，詳細(xì)介紹了蒸汽流量計(jì)的測(cè)量原理、特點(diǎn)、安裝技術(shù)要求和應(yīng)用注意事項(xiàng)，并和其他流量計(jì)的技術(shù)參數(shù)進(jìn)行了對(duì)比，證明其具有雙向流量測(cè)量、無壓力降、維護(hù)少、范圍度寬、適用溫度高等特點(diǎn)，給出了其在項(xiàng)目中的成功應(yīng)用案例。

 

　　Shell煤氣化作為一種潔凈、高效的煤氣化技術(shù)被廣泛應(yīng)用。該技術(shù)中的關(guān)鍵設(shè)備—汽包（Ｖ－１３０４）分為大室和小室，兩室之間上部隔斷，下部連通，如圖１所示。兩室頂端連通并需設(shè)置一臺(tái)流量計(jì)，該流量計(jì)即起到平衡閥的作用，又可以準(zhǔn)確地測(cè)量?jī)墒抑g蒸汽的體積流量，該流量是控制汽化爐內(nèi)溫度的重要參數(shù)。因此，選擇一款恰當(dāng)?shù)牧髁坑?jì)，對(duì)于整個(gè)煤氣化過程至關(guān)重要。

 

　　此處工藝介質(zhì)為高溫、高壓飽和蒸汽，工藝參數(shù)：操作溫度272.2℃，操作表壓為5.6MPａ，最大流量10.3ｔ／ｈ，正常流量3.6ｔ／ｈ，最小流量720ｋｇ／ｈ，密度29.1ｋｇ／ｍ3，管徑DN100mm。工藝過程決定了所選用的流量計(jì)應(yīng)具有雙向流量測(cè)量功能，變送器要有三輸出功能。由于該流量計(jì)的安裝高度較高，也應(yīng)考慮其維護(hù)的方便性。

 

　　綜上所述，選擇一種低維護(hù)、壓損低、精度高、范圍度寬、雙向流量測(cè)量的蒸汽流量計(jì)成為關(guān)鍵，因而選擇三聲道蒸汽流量計(jì)作為此處的測(cè)量?jī)x表［1-3］。

 

　　測(cè)量原理

 

　　(UE的(US868蒸汽流量計(jì)采用BWT(TheBundleWaveguideTechnology)技術(shù)的探頭，并使用受專利保護(hù)的句_相關(guān)時(shí)差技術(shù)(CorrelationTransit=rimeTM)，可提供精確、無漂移的超聲流量測(cè)量，對(duì)蒸汽流動(dòng)無阻礙。

 

　　互相關(guān)時(shí)差法超聲波流量計(jì)工作原理[4-8]如圖2所示。2臺(tái)小型傳感器被安裝于管線或管道上，一臺(tái)位于另一臺(tái)的上游，傳感器發(fā)射和接收穿過蒸汽的超聲信號(hào)。流量計(jì)測(cè)量順流和逆流的超聲波傳播時(shí)間差，并做數(shù)字信號(hào)處理和句_相關(guān)測(cè)定，計(jì)算流體的流速和體積流量，還可以利用輸入的溫度和壓力值，以及內(nèi)置的蒸汽對(duì)照表，計(jì)算蒸汽質(zhì)量流量。

 

　　圖２中，順流換能器和逆流換能器分別安裝在流體管線的兩側(cè)并相距一定距離，管線的內(nèi)徑為Ｄ，超聲波傳播的路徑長(zhǎng)度為Ｌ，超聲波順流傳播距離Ｌ的時(shí)間為Ｔｄ，逆流傳播距離Ｌ的時(shí)間為Ｔｕ，超聲波的傳播方向與流體的流動(dòng)方向夾角為α。Ｔｄ和Ｔｕ可用式（１）表示：

 

　　蒸汽流量計(jì)以上測(cè)得的是體積流量，在引入流體的溫度、壓力、相對(duì)分子質(zhì)量等測(cè)量值進(jìn)行補(bǔ)償運(yùn)算后就可以得到精度比較高的質(zhì)量流量。