摘要： 高爐煤氣具有管徑大、流速低、粉塵大、易堵塞等特點(diǎn)，其流量用常規(guī)裝置測量效果不盡理想。近來，一種新型煤氣流量計———煤氣流量計采用*的結(jié)構(gòu)設(shè)計，在高爐煤氣流量測量中取得了不少進(jìn)展。本文對煤氣流量計的基本原理和應(yīng)用于高爐煤氣測量的突出優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行了分析，并給出了安裝使用時的一些建議。
1前言
    在冶金企業(yè)中，高爐煤氣等含雜質(zhì)煤氣的測量相當(dāng)普遍。但是由于其具有管徑大（可至2m-3m）、流速低、粉塵多、易堵塞等特點(diǎn)，準(zhǔn)確測量煤氣流速較為困難。常見的測量裝置有標(biāo)準(zhǔn)孔板、圓缺孔板和文丘利管。用孔板測量時，盡管理論與實際應(yīng)用資料豐富，但實際應(yīng)用中仍有容易堵塞、流量系數(shù)長期穩(wěn)定性差（漂移可超過20%）、壓損大（可達(dá)40%-80%△P ）、維修工作量人等問題。文丘利管盡管壓力損失有所減小（15%-29%△P ），但仍不能從根木上解決防堵問題，而且安裝制作麻煩。由于這些缺點(diǎn)，造成有些煤氣流量測量不準(zhǔn)，有時測量值僅能供參考。又因煤氣運(yùn)行壓力一般較低，節(jié)流裝置時間一長，堵塞、結(jié)垢非常厲害，嚴(yán)重時甚至影響工藝設(shè)備運(yùn)行。
    近來一種新型流量計—煤氣流量計，采用*的彈頭形結(jié)構(gòu)設(shè)計，保證了探頭的高強(qiáng)度、低壓損 （2%~15%△P）和實現(xiàn)本質(zhì)防堵，在高爐煤氣測量中取得了較大進(jìn)展。下面對其基本原理和特點(diǎn)以及用于高爐煤氣測量的*性進(jìn)行分析，并給出安裝使用時的一些建議。
2煤氣流量計原理及特點(diǎn)
    煤氣流量計是均速管流量計的一種，非常適合大管道氣體的流量測量。它的探頭是一種差壓、速率平均式流量傳感器。它通過傳感器在流體中所產(chǎn)生的差壓進(jìn)行氣體流量測量，其取壓方式如圖1.    煤氣流量計在高、低壓區(qū)按一定準(zhǔn)則排布多對取壓孔，通過所得差壓準(zhǔn)確地檢測流體的平均流速，其流量和差壓的關(guān)系滿足下式:

式中:Q——體積流量;
     K——流體系數(shù);
     C——流體常數(shù)在特定流體條件下是常數(shù)）;
     △P——差壓。
 煤氣流量計采用了根據(jù)空氣動力學(xué)原理設(shè)計的彈頭形探頭，其工作原理如圖2所示。

    煤氣流量計這種*的結(jié)構(gòu)設(shè)計，使得探頭所受到的牽引力zui小，并且流體與探頭的分離點(diǎn)固定。低壓孔取在探頭側(cè)后兩邊、探頭與流體分離點(diǎn)之前，既避免了低壓孔受渦流影響，又避免了低壓孔被堵，使信號穩(wěn)定、。探頭采用前部表面粗糙處理和防淤槽，這樣，無論對高速還是低速流體，都會產(chǎn)生穩(wěn)流邊界層，使其達(dá)到降低牽引力和渦街脫洛力的目的，并在很寬的范圍內(nèi)保證了的流量系數(shù)。它的流量系數(shù)K在一個相當(dāng)大的范圍內(nèi)是常量，不受雷諾數(shù)、節(jié)流面積比的影響。煤氣流量計從理論上建立了K值的分析模型，精度可達(dá)±1%，且經(jīng)大量測試證明，實測值和理論值之間的偏差在±0.5%以內(nèi)。
    煤氣流量計的測量精度可達(dá)±1.0%，重復(fù)性達(dá)±0.1%，它還能夠保證精度的長期穩(wěn)定，因為其不受磨損、污垢和油污的影響，結(jié)構(gòu)上沒有可移動部件，從設(shè)計上排除了堵塞現(xiàn)象的發(fā)生。
    流量計探頭的發(fā)展經(jīng)歷了圓形、鉆石形、機(jī)翼形、彈頭形等幾種形式，但除彈頭形的煤氣探頭外，其他幾種類型的流量計探頭均未能勝任含雜質(zhì)煤氣的測量。這是因為其他類型的流量計探頭在設(shè)計時忽略了臨界流體的流動情況和空氣動力學(xué)原理，存在著取壓孔易堵塞、信號波動大、精度不高、受流體牽引力影響大等缺點(diǎn)，從而使其應(yīng)用范圍受到很大的限制。
3測量高爐煤氣的優(yōu)點(diǎn)
    同孔板等常規(guī)流量裝置相比，煤氣流量計用于高爐煤氣的測量時，有著很大的*性:
      1）探頭具有*的防堵設(shè)計。彈頭截面的探頭能夠產(chǎn)生的壓力分布，固定的流體分離點(diǎn)位于探頭側(cè)后兩邊。流體分離之前的低壓側(cè)取壓孔，可以生成穩(wěn)定的差壓信號，并有效防堵，內(nèi)部一體化結(jié)構(gòu)能避免信號滲漏，提高探頭結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，保持長期高精度。
      2）結(jié)構(gòu)簡單，安裝方便，可在線開孔插拔。高爐煤氣管線停產(chǎn)機(jī)會少，選用在線插拔式的結(jié)構(gòu)，給安裝和維護(hù)帶來了極大方便。
      3）煤氣流量計直管段要求較低。高爐煤氣管徑一般較大，有時難以滿足標(biāo)準(zhǔn)直管段要求。煤氣流量計在較低的直管段要求下，前7D后3D仍能保證1%的測量精度，zui小直管段要求為彎管后2D.
      4）壓力損失很小。煤氣流量計采用非收縮節(jié)流設(shè)計，比孔板的*壓力損失至少降低95%以上。例如，在直徑為1 000mm的管道上，煤氣壓力為12kPa，用圓缺孔板測量時，其zui大壓力損失竟達(dá)6kPa，極有可能影響用戶點(diǎn)壓力。而用威力巴流量計，壓損僅有20Pa左右，其影響*可以忽略不計。高爐煤氣壓力較低，管道上壓力一般在lOkPa左右，而用戶熱風(fēng)爐、燒結(jié)機(jī)等）點(diǎn)壓力也只有6kPa-8kPa，因此減少節(jié)流件的壓力損失非常重要。
4應(yīng)用建議
    煤氣流量計一般都有供方技術(shù)人員現(xiàn)場指導(dǎo)安裝，但在開始設(shè)計和日常使用時仍應(yīng)注意以下問題:
      1）選型時務(wù)必提供準(zhǔn)確的工藝參數(shù)，如流量、煤氣成分、含塵量、溫度、壓力、濕度等參數(shù)。這一點(diǎn)對于選用任何類型的差壓式煤氣流量計都非常重要。
      2）要配用質(zhì)量較好的變送器。同其他流量計一樣，煤氣流量計用于煤氣測量時差壓值較小，一般在20OPa-2 000Pa之間，有時需要配用微差壓變送器，因此變送器的好壞直接影響到輸出信號的穩(wěn)定性，目前廣泛使用的EJA. 3051. 1151等變送器均可滿足測量要求。
      3）連續(xù)工作的煤氣流量計從根本上杜絕了堵塞的可能，但當(dāng)系統(tǒng)頻繁開停機(jī)或管道處于停產(chǎn)時，仍有可能發(fā)生堵塞，此時應(yīng)注意及時采取有效的防護(hù)措施。
      4）盡管煤氣流量計維修簡便，但是為了保證其使用效果更好，作為一次取源部件，仍建議對其進(jìn)行定期維護(hù)，有條件者亦可加入反吹管路。
5結(jié)束語
    煤氣流量計目前在冶金企業(yè)高爐煤氣測量中有不少應(yīng)用實例，占據(jù)了一定的*。筆者先后在承德建龍、霸州勝芳和遷安燕山等鋼鐵）一中應(yīng)用這種流量計測量高爐煤氣流量，使用口徑主要集中在600mm-1600mm的管段范圍內(nèi)。從投產(chǎn)后的運(yùn)行情況來看，其測量準(zhǔn)確，防堵性能好，安裝維護(hù)方便，壓力損失極小，能夠滿足對含雜質(zhì)煤氣流量的檢測要求，是一種行之有效的新型測量裝置。目前該產(chǎn)品還只是進(jìn)口產(chǎn)品美國VERIS公司），希望能加速該產(chǎn)品的國產(chǎn)化進(jìn)程，以便更廣泛地服務(wù)于工業(yè)測控過程。本文出自：流量積算儀轉(zhuǎn)載需注明