焦?fàn)t高爐煤氣流量計(jì)

 數(shù)字化插入節(jié)流式流量計(jì)簡稱節(jié)流巴，為大口徑、臟污、含水氣體設(shè)計(jì)，用于焦?fàn)t煤氣、高轉(zhuǎn)爐煤氣的流量計(jì)量，解決了小流量、堵塞、存水、濕度運(yùn)算等問題。由數(shù)字化多參數(shù)變送器和節(jié)流 式測量裝置組成，實(shí)現(xiàn)了流量計(jì)量的數(shù)字化。獲 2014 年河北省技術(shù)重點(diǎn)科研項(xiàng)目、同年河北省科技成果、并獲得多項(xiàng)知識產(chǎn)權(quán)。

技術(shù)來源

 北京航空航天大學(xué)航空發(fā)動機(jī)氣動熱力國防科技重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、無錫昆侖富士儀表有限公司、石家莊高新區(qū)中正儀器儀表公司聯(lián)合研制。

解決煤氣計(jì)量的問題

 1) 微微差壓、微微流量：變送器穩(wěn)定工作在 10Pa 以下，流速可小于 1m/s。

 2) 結(jié)晶、堵塞、掛壁：大口徑直通取壓管，噴涂高分子涂層，不易掛壁，清理容易。

 3) 三閥組、取壓管存水：淘汰了三閥組，直通取壓管不積水。

 4) 煤氣含水影響流量計(jì)量：在線補(bǔ)償水汽對流量的影響。

 5) 腐蝕：流量計(jì)在管道內(nèi)全部部件采用表面處理工藝，防腐性能提高數(shù)倍。

簡單說明與市場通用產(chǎn)品的區(qū)別

 1) 數(shù)字化：使用多參數(shù)變送器，自動補(bǔ)償含水量、10Pa 以下穩(wěn)定工作，直接輸出干煤氣流量和累加量，不用二次計(jì)算。(通用產(chǎn)品是差壓、壓力、溫度、二次儀表的組合，成本高、維護(hù)量大，小差壓沒數(shù)，沒有濕度補(bǔ)償)

 2) 一體化：針對含水煤氣設(shè)計(jì)、一體結(jié)構(gòu)，沒有三閥組、不會積水；帶壓插拔、疏通方便。(通用產(chǎn)品是巴配三閥組、再配變送器，三閥組存水，造成漂移)

 3) 節(jié)流原理：微小流量下信號穩(wěn)定，直通取壓孔 12 毫米，不易堵。(通用產(chǎn)品是測速式，小流量不穩(wěn)定，彎曲取壓孔 6 毫米，容易堵，疏通困難)

數(shù)字化能源管控系統(tǒng)和傳統(tǒng)模式的區(qū)別

  數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)傳輸，節(jié)約了大量電纜、橋架。

  由于所有的計(jì)量任務(wù)包括存儲在流量計(jì)中已經(jīng)完成了，不需要傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集和二次計(jì)算。

  采用分布式實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫，數(shù)據(jù)存儲分散在現(xiàn)場，實(shí)現(xiàn)了“集中管理、分散控制”的工控安全理念。

  數(shù)字流量儀表性能遠(yuǎn)超過傳統(tǒng) DDZ儀表。

  總結(jié)：較傳統(tǒng)能源中心，成本大幅降低、性能大幅提高、維護(hù)量大幅降低。

二、傳統(tǒng)煤氣流量計(jì)量中的問題

1、傳統(tǒng) DDZ 結(jié)構(gòu)

  DDZ 結(jié)構(gòu)是測量裝置、變送器、二次儀表等部件采購自不同廠家，需要通過三閥組、4~20mA 進(jìn)行現(xiàn)場的組合，造成維護(hù)量的提高、成本提高、計(jì)量性能大幅下降。

2、流速、密度分布問題

  煤氣由于流速慢，層流現(xiàn)象嚴(yán)重，中心與管壁流速相差甚至可達(dá)到 50%，見下圖；另外由于煤氣各組份密度差距也很大，造成管道上端密度小、下端密度大，形成密度分布問題。

  均壓方式：在一個(gè)線狀結(jié)構(gòu)上設(shè)計(jì)多個(gè)取壓小孔，形成壓力平均結(jié)構(gòu)。解決密度和流速的平均問題， 如下圖所示就是均速管結(jié)構(gòu)，但是均速管結(jié)構(gòu)必須使取壓孔足夠小，才能起到均壓的作用，同時(shí)取壓管內(nèi) 低速循環(huán)使污物沉積，造成了堵塞取壓管，而且疏通困難。

  單點(diǎn)測速方式：單點(diǎn)測速時(shí)取壓孔可以擴(kuò)大，解決了堵塞問題，但需要插入多只測速探頭，才能實(shí)現(xiàn)速度平均的效果，造成成本提高。

3、取壓管、三閥組積水造成漂移

取壓管和三閥組形成 U 型彎，形成冷凝結(jié)露，冷凝水水沉積其中，

形成水位壓力，1mmH2O=9.8Pa，由于煤氣計(jì)量差壓很小(100Pa 左右),附加

壓力會產(chǎn)生很大的誤差.具體表現(xiàn)為停氣后有數(shù)、零點(diǎn)漂移嚴(yán)重。

4、垂直取壓管產(chǎn)生虹吸現(xiàn)象

管道內(nèi)含水煤氣的溫度大于環(huán)境溫度時(shí)，取壓管內(nèi)壁形成冷凝水。冷凝水回流時(shí)產(chǎn)生虹吸效應(yīng)，使水垂滯在取壓管內(nèi)，見右圖筆管下端水滴。

當(dāng)管道壓力減小或波動時(shí)冷凝水會瞬間流出，這就是煤氣流量瞬間波動的原因。

垂滯的水滴同樣會造成附加差壓偏差，1mmH2O=9.8Pa。具體表現(xiàn)為流量值持續(xù)降低。

5、微差壓變送器漂移

市場上常用模擬輸出微差壓變送器的測量范圍是 0~1kPa，工作差壓遠(yuǎn)小于1kPa在強(qiáng)迫量程遷移后會造成“零點(diǎn)漂移的問題”，這就是“智能儀表模擬使用”的問題。

6、煤氣中含水

煤氣濕度接近99%，不僅使密度增加，隨著溫度的降低產(chǎn)生冷凝。沒有濕度在線補(bǔ)償，會使誤差增大。

7、數(shù)字模型的粗放和封l鎖

針對煤氣流量計(jì)量，需要流出系數(shù)非線性補(bǔ)償、密度溫壓補(bǔ)償、濕度補(bǔ)償、實(shí)際管徑補(bǔ)償、實(shí)際密度補(bǔ)償。但常常出現(xiàn)廠家算法保密或不補(bǔ)償?shù)膯栴}，造成計(jì)量數(shù)據(jù)的偏差。

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