焦爐高爐煤氣流量計

焦爐高爐煤氣流量計

 數字化插入節流式流量計簡稱節流巴，為大口徑、臟污、含水氣體設計，用于焦爐煤氣、高轉爐煤氣的流量計量，解決了小流量、堵塞、存水、濕度運算等問題。由數字化多參數變送器和節流 式測量裝置組成，實現了流量計量的數字化。獲 2014 年河北省技術重點科研項目、同年河北省科技成果、并獲得多項知識產權。

技術來源

 北京航空航天大學航空發動機氣動熱力國防科技重點實驗室、無錫昆侖富士儀表有限公司、石家莊高新區中正儀器儀表公司聯合研制。

解決煤氣計量的問題

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

 2) 結晶、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量：在線補償水汽對流量的影響。

 5) 腐蝕：流量計在管道內全部部件采用表面處理工藝，防腐性能提高數倍。

簡單說明與市場通用產品的區別

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

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

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

數字化能源管控系統和傳統模式的區別

  數據通過網絡傳輸，節約了大量電纜、橋架。

  由于所有的計量任務包括存儲在流量計中已經完成了，不需要傳統的數據采集和二次計算。

  采用分布式實時數據庫，數據存儲分散在現場，實現了“集中管理、分散控制"的工控安全理念。

  數字流量儀表性能遠超過傳統 DDZ儀表。

  總結：較傳統能源中心，成本大幅降低、性能大幅提高、維護量大幅降低。

二、傳統煤氣流量計量中的問題

1、傳統 DDZ 結構

  DDZ 結構是測量裝置、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 進行現場的組合，造成維護量的提高、成本提高、計量性能大幅下降。

2、流速、密度分布問題

  煤氣由于流速慢，層流現象嚴重，中心與管壁流速相差甚至可達到 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：在一個線狀結構上設計多個取壓小孔，形成壓力平均結構。解決密度和流速的平均問題， 如下圖所示就是均速管結構，但是均速管結構必須使取壓孔足夠小，才能起到均壓的作用，同時取壓管內 低速循環使污物沉積，造成了堵塞取壓管，而且疏通困難。

  單點測速方式：單點測速時取壓孔可以擴大，解決了堵塞問題，但需要插入多只測速探頭，才能實現速度平均的效果，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，形成冷凝結露，冷凝水水沉積其中，

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

壓力會產生很大的誤差.具體表現為停氣后有數、零點漂移嚴重。

4、垂直取壓管產生虹吸現象

管道內含水煤氣的溫度大于環境溫度時，取壓管內壁形成冷凝水。冷凝水回流時產生虹吸效應，使水垂滯在取壓管內，見右圖筆管下端水滴。

當管道壓力減小或波動時冷凝水會瞬間流出，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。具體表現為流量值持續降低。

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，工作差壓遠小于1kPa在強迫量程遷移后會造成“零點漂移的問題"，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，隨著溫度的降低產生冷凝。沒有濕度在線補償，會使誤差增大。

7、數字模型的粗放和封l鎖

針對煤氣流量計量，需要流出系數非線性補償、密度溫壓補償、濕度補償、實際管徑補償、實際密度補償。但常常出現廠家算法保密或不補償的問題，造成計量數據的偏差。

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