一、概述

昆明焦化制氣廠焦爐煤氣計量主要測點有：焦爐回爐煤氣、鍋爐煤氣摻燒、管式爐用煤氣和城市外供煤氣等，此外，還有發生爐煤氣計量和節假日摻加到煤氣中的石油液化氣計量。焦爐煤氣過去一直使用標準孔板、均速管進行計量。使用過程中主要存在以下幾方面的問題：

1、焦爐煤氣臟，孔板容易污染，由于連續生產不能拆除孔板進行清洗，影響系統測量精度；
2、焦爐煤氣臟，儀表導壓管易堵，必須定期用蒸汽吹掃儀表導壓管，否則就會影響測量精度，甚至系統不能正常運行；
 3、煤氣中所夾帶的蒸汽或水霧，當溫度降低時凝結成水，在管道中很難排除，影響系統測量精度。
 4、直管段要求長，煤氣管道口徑通常比較大，要保證流量測量準確的20~40D直管段很難滿足。
 5、量程比小，僅為3∶1，例如因城市煤氣用量高峰或低谷時要求輸送煤氣量的不同，出廠煤氣計量的輸送量在一天內的變動超過10∶1，孔板因量程比小就達不到使用要求。

1 氣體流量計測量原理
      氣體流量計與其它差壓流量計一樣，都是基于密閉管道中能量轉換的伯努利定理進行測量，即對理想流體，介質的流速與差壓的平方根成正比。當介質以一定的流速迎著錐尖方向流過時，由于錐體的節流作用，會使錐體下游形成低壓區，通過錐體的節流作用，會使錐體下游形成低壓區，通過錐體上游管壁取高壓P1，管壁與錐體尾部連通的空心管取低壓P2，送到壓差變送器測出壓差值△P，見圖1，根據伯努力方程，可計算出體積流量qvc式中，K為儀表系數；ε為氣體膨脹系數，ρ為流體工作密度。
      因為管壁摩擦力減小了流過管壁的流體速度，所以在管道中流速分布為：在管壁處流速接近零，愈靠近管線中心流速愈大，在管線中心處流速z大。而當流體流過氣體流量計時，因氣體流量計是通過在管線中心懸掛一個氣體體來節流，錐體直接與流體高速中心部分相互作用，迫使管線中心的高速流體與接近管壁的低速流體均勻化，即兩者的流速趨于一致。

 與各種節流裝置的結構比較，標準孔板是流體在管道中心突然收縮，不僅阻力損失大，而且加劇了流體流速分布的不均勻性，管道邊緣阻斷，臟污介質聚集在標準孔板前后；文丘里管（和標準孔板一樣仍然是標準節流裝置的一種）則是在管道中心逐漸收縮，雖然流體流速分布的不均勻性仍然存在，但阻力損失稍有降低，臟污介質聚集的情況有所改善，只是制作困難；環形孔板是在管道中心置一圓盤，而管道邊緣則可流通，即從標準孔板的管道中心突然收縮轉變為管道邊緣突然收縮，因而可使管道內流速均勻化，可使臟污介質不致聚集在環形孔板前后；而氣體流量計是在管道中心置一圓錐，它的結構是管道邊緣逐漸收縮，阻力損失小，且可使管道內流速均勻化，使臟污介質不致聚集在環形孔板前后。由此得出結論：氣體流量計是節流裝置發展過程中一系列革新的必然結果。

2 昆明焦化制氣廠的應用
 2002年昆明焦化制氣廠在新項目建設中，設計選用3臺美國肯威斯（Kingways Control）公司氣體流量計，對焦爐煤氣（1200mm插入式），發生爐煤氣（400mm管道式）和石油液化氣（270mm管道式）的流量進行測量，由于使用效果好，因此又在鍋爐煤氣摻燒中使用了兩臺氣體流量計（250mm和400mm）。
3 氣體流量計點
 昆明焦化制氣廠使用氣體流量計有三年的歷史了，檢測系統運行正常，而且日常的維護工作量幾乎沒有，深受現場工人和技術人員的歡迎。主要點如下。
 1、直管段要求低。雖然所有差壓式流量計都是依據伯努利定理進行測量，但伯努利定理有一個基本要求，即被測量的流體必須為理想流體。采用孔板、噴嘴等傳統的差壓流量計的節流裝置時，為了盡量滿足伯努利定理的要求，必須有非常長的前、后直管段，以便將不規則流動的流體盡可能整形成為理想流體。而氣體流量計流量采用*的置于管道中心的流線型節流結構設計，在檢測流量之前，同時對不規則流動的流體進行整流，在不增加流體整流器的情況廠，巧妙地解決流體整流的問題。中心懸掛的流線型錐體能重塑流速曲線，在緊靠錐體上游和下游較窄的區域內（前0~3D，后0~1D），將流速不規則的液體直接整流成理想液體，可充分滿足伯努利定理的要求，獲得很高的測量精度和重復性。不需要非常長的直管段整流，這在流量計的安裝過程中有很重要的意義。昆明焦化制氣廠使用的石油液化氣氣體流量計（口徑270mm）在安裝過程中，由于現場條件限制，流量計前、后直管的距離分別為1000mm和600mm，但流量計仍能正常穩定運行。
 2、耐污染，不易堵。昆明焦化制氣廠煤氣類流量測量，原來使用的是孔板流量計和均速管流量計，由于煤氣中含有焦油、萘、硫、氨水等多種雜質，孔板或均速管必須定期清洗或用蒸汽吹掃，否則孔板上、下游端面、上游側直角入口邊緣將受到污染，儀表導壓管會不暢通或堵塞，影響系統測量精度；孔板前、后直管段積水會使管道流通面積減小，流速提高，差壓增加，流量顯示值偏高，嚴重時因導壓管堵塞，變送器無法正常運行。為確保儀表正常穩定運行，儀表工維護工作量很大。氣體流量計有自吹掃式的結構設計點，無滯留死區。介質流過錐體時會加速，不斷沖刷正壓取壓孔、錐體外壁及錐體附近管壁，而負壓取壓孔則被一小段不流動介質所隔離，臟污雜質進不去，因此氣體流量計可用于各種含雜質、易結晶的臟污介質，如焦爐煤氣、發生爐煤氣等介質。昆明焦化制氣廠采用的五臺氣體流量計對焦爐煤氣、發生爐煤氣和石油液化氣的流量進行測量，有的使用已三年，至今未進行過維護，流量計未發現有節流裝置污染、儀表導壓管堵塞、管道積水、流量顯示值異常等現象，大大降低了儀表的維護工作量，提高了煤氣流量測量的準確性和可靠性。

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