轉(zhuǎn)爐負能煉鋼是冶金制造企業(yè)節(jié)能措施之一。煉鋼轉(zhuǎn)爐回收煤氣的合理利用就是重要環(huán)節(jié)。根據(jù)流量計量，對轉(zhuǎn)爐煤氣流量、煤氣中的含氧量、含一氧化碳量進行調(diào)節(jié)控制，使合格的轉(zhuǎn)爐煤氣回收到企業(yè)煤氣系統(tǒng)，除煉鋼作業(yè)回收用外還作為能源提供給公司內(nèi)各用戶，實現(xiàn)負能煉鋼目標(biāo)。轉(zhuǎn)爐煤氣的回收是技術(shù)難題，轉(zhuǎn)爐煤氣的計量也是難題之一。因為進行轉(zhuǎn)爐煤氣測量的流量計需要適應(yīng)轉(zhuǎn)爐煤氣臟塵大、高溫、管徑大、不停產(chǎn)特性，而必須滿足抗臟塵、能長期穩(wěn)定運行、維護量小、適合大口徑管線、檢測元件可不停氣在線安裝等計量需求，同時還具備計量實時數(shù)據(jù)存儲功能。經(jīng)性價比分析，濟鋼采購測管式流量計應(yīng)用于*煉鋼廠轉(zhuǎn)爐煤氣回收測量。

與其他流量計的性能比較

以前，大口徑煤氣流量測量曾用過孔板、文丘里管、威力巴、氣體超聲波、熱式質(zhì)量流量計等作為檢測元件。

孔板和文丘里管存在①阻力損失大；②測量臟污介質(zhì)（如煤氣）取壓孔易堵塞；③必須在斷流的情況下安裝拆卸，對于連續(xù)運行的工藝管線，安裝變的不可能；④管徑大于1.0米孔板不在國家標(biāo)準(zhǔn)（GB/T2624-93）支持范圍內(nèi)，孔板的設(shè)計缺乏嚴(yán)格的科學(xué)依據(jù)等問題，應(yīng)用效果不理想。
威力巴和氣體超聲波雖是可不停氣在線安裝的插入式流量計，安裝維護方便。但是，威力巴易發(fā)生取壓孔堵塞；而氣體超聲波因為探頭上易結(jié)污垢，造成聲波的反射和衍射；嚴(yán)重時需每周拆下清洗并丟失計量數(shù)據(jù)；應(yīng)用效果不理想。

熱式質(zhì)量流量計可不停氣在線安裝但需預(yù)置特性值，因為動態(tài)的轉(zhuǎn)爐煤氣含塵量、含水量與其出廠時的理論預(yù)設(shè)特性值發(fā)生較大變化，使得測量值不是偏低就是偏大，應(yīng)用效果不理想。

基于皮托管測量原理的FJP型測管式流量計，是依據(jù)ISO3966《封閉管道流體流量的測量—采用皮托靜壓管的速度面積法》標(biāo)準(zhǔn)進行系統(tǒng)安裝和補償運算的，并針對被檢測介質(zhì)臟污、含水等因素，在測頭和結(jié)構(gòu)上采用獨特的設(shè)計（號：.7），避免了流量計檢測元件的堵塞與結(jié)垢，又能在工藝管線不斷流下進行在線安裝、拆卸和吹掃。該流量計適合計量需求。

FJP型測管式流量計的引用標(biāo)準(zhǔn)與測量原理

FJP型測管式流量計引用

ISO3966《封閉管道流體流量的測量—采用皮托靜壓管的速度面積法》標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定在充滿流體的封密管道內(nèi)，處于穩(wěn)定流動狀態(tài)的體積流量的測量方法。可測量流體的流速范圍：下限流速（空氣）為測頭在風(fēng)洞中標(biāo)定的zui低流速（約3.0m/s），上限流速小于0.25倍的馬赫數(shù)。

據(jù)標(biāo)準(zhǔn)介紹，測頭所在位置的局部流速為：



式中：a為測頭校準(zhǔn)系數(shù)（ 測管式流量計的每一支測頭須經(jīng)在國家技術(shù)監(jiān)督機構(gòu)*的風(fēng)洞上進行標(biāo)定，以獲得測頭校準(zhǔn)系數(shù)。）；（1-ε）為可壓縮性修正系數(shù)。在液體中ε＝0，所以不需要可壓縮性的修正，但在低馬赫數(shù)的可壓縮流體中，系數(shù)（1-ε）可按下述關(guān)系確定：



式中：r為比熱比；P為局部靜壓；ρ為流體的局部密度；ΔP為由皮托管所指示的差壓。

　　可壓縮流體的密度由下述方程確定：



式中：R＝8.3143 J·mol－1·K－1，摩爾質(zhì)量以千克/摩爾表示并對空氣的值為02895；Z是氣體定律偏差系數(shù)，對壓力小于10倍大氣壓和溫度在273K和373K之間的空氣來說，它與1相差無幾（它應(yīng)與可壓縮性修正系數(shù)（1－ε）有區(qū)別）；T是由下述公式所得的局部靜溫度：


　
式中：T0是采用一個理想的全溫探頭在管道軸線上測得的總溫度。

該標(biāo)準(zhǔn)確定的測量方法是在95%置信水平上、有關(guān)流量不確定度≤2.0% 。在滿足標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的測量條件下，由其它因素影響所引起的誤差為：


式中：ΔqV—流量誤差；Δ（Δp）—差壓測量誤差；Δp—壓力測量誤差；Δγ—比熱比誤差；ΔT—溫度測量誤差；ΔF—面積測量誤差。

該誤差與方法誤差合成，總不確定度范圍為2.0～3.0% 。

防堵塞措施

工業(yè)煤氣中大都含有水蒸汽狀態(tài)水分通常稱為濕煤氣，煤氣中的臟污粉塵隨冷凝水析出，可在取壓管內(nèi)壁結(jié)垢；往往造成測孔元件的嚴(yán)重堵塞。測管式流量計的測頭設(shè)計，采用獨特的蹄形切口結(jié)構(gòu)，向下安裝，濕煤氣中的冷凝水隨時滴入管道不再存積于引壓管內(nèi)；該式流量計自身還配有在線吹掃裝置可隨時進行吹掃，較好解決了取壓管內(nèi)壁結(jié)垢難題。摘說明書圖示如下：

均速管流量計測量臟污介質(zhì)易發(fā)生堵塞


測管式流量計的測頭結(jié)構(gòu)

使用效果與作用

測管式流量計自投用運行穩(wěn)定，再沒發(fā)生檢測元件堵塞，測量數(shù)據(jù)隨機性良好。難能可貴的是，該大口徑流量計可在風(fēng)洞中標(biāo)定測頭系數(shù)實現(xiàn)測量設(shè)備溯源需求，符合ISO10012：2003、ISO9001：2000標(biāo)準(zhǔn)要求。該式流量計為實現(xiàn)“負能煉鋼”提供了準(zhǔn)確有效測量手段，使轉(zhuǎn)爐煤氣回收績效有據(jù)可查、實在可信。