轉(zhuǎn)爐負(fù)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(jì)量，對(duì)轉(zhuǎn)爐煤氣流量、煤氣中的含氧量、含一氧化碳量進(jìn)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(shí)現(xiàn)負(fù)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(jì)量也是難題之一。因?yàn)檫M(jìn)行轉(zhuǎn)爐煤氣測(cè)量的流量計(jì)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(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行、維護(hù)量小、適合大口徑管線、檢測(cè)元件可不停氣在線安裝等計(jì)量需求，同時(shí)還具備計(jì)量實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能。經(jīng)性價(jià)比分析，濟(jì)鋼采購(gòu)測(cè)管式流量計(jì)應(yīng)用于*煉鋼廠轉(zhuǎn)爐煤氣回收測(cè)量。

與其他流量計(jì)的性能比較

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

    孔板和文丘里管存在①阻力損失大；②測(cè)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(duì)于連續(xù)運(yùn)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(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（GB/T2624-93）支持范圍內(nèi)，孔板的設(shè)計(jì)缺乏嚴(yán)格的科學(xué)依據(jù)等問(wèn)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(jì)，安裝維護(hù)方便。但是，威力巴易發(fā)生取壓孔堵塞；而氣體超聲波因?yàn)樘筋^上易結(jié)污垢，造成聲波的反射和衍射；嚴(yán)重時(shí)需每周拆下清洗并丟失計(jì)量數(shù)據(jù)；應(yīng)用效果不理想。

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

    基于皮托管測(cè)量原理的FJP型測(cè)管式流量計(jì)，是依據(jù)ISO3966《封閉管道流體流量的測(cè)量—采用皮托靜壓管的速度面積法》標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行系統(tǒng)安裝和補(bǔ)償運(yùn)算的，并針對(duì)被檢測(cè)介質(zhì)臟污、含水等因素，在測(cè)頭和結(jié)構(gòu)上采用*的設(shè)計(jì)（號(hào)：200420000638.7），避免了流量計(jì)檢測(cè)元件的堵塞與結(jié)垢，又能在工藝管線不斷流下進(jìn)行在線安裝、拆卸和吹掃。該流量計(jì)*適合計(jì)量需求。

FJP型測(cè)管式流量計(jì)的引用標(biāo)準(zhǔn)與測(cè)量原理

    FJP型測(cè)管式流量計(jì)引用

    ISO3966《封閉管道流體流量的測(cè)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(dòng)狀態(tài)的體積流量的測(cè)量方法。可測(cè)量流體的流速范圍：下限流速（空氣）為測(cè)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(cè)頭所在位置的局部流速為：

    

    式中：a為測(cè)頭校準(zhǔn)系數(shù)（ 測(cè)管式流量計(jì)的每一支測(cè)頭須經(jīng)在國(guó)家技術(shù)監(jiān)督機(jī)構(gòu)*的風(fēng)洞上進(jìn)行標(biāo)定，以獲得測(cè)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(duì)空氣的值為02895；Z是氣體定律偏差系數(shù)，對(duì)壓力小于10倍大氣壓和溫度在273K和373K之間的空氣來(lái)說(shuō)，它與1相差無(wú)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(gè)理想的全溫探頭在管道軸線上測(cè)得的總溫度。

    該標(biāo)準(zhǔn)確定的測(cè)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(cè)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(cè)量誤差；Δp—壓力測(cè)量誤差；Δγ—比熱比誤差；ΔT—溫度測(cè)量誤差；ΔF—面積測(cè)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(cè)孔元件的嚴(yán)重堵塞。測(cè)管式流量計(jì)的測(cè)頭設(shè)計(jì)，采用*的蹄形切口結(jié)構(gòu)，向下安裝，濕煤氣中的冷凝水隨時(shí)滴入管道不再存積于引壓管內(nèi)；該式流量計(jì)自身還配有在線吹掃裝置可隨時(shí)進(jìn)行吹掃，較好解決了取壓管內(nèi)壁結(jié)垢難題。摘說(shuō)明書圖示如下：
 

均速管流量計(jì)測(cè)量臟污介質(zhì)易發(fā)生堵塞


測(cè)管式流量計(jì)的測(cè)頭結(jié)構(gòu)

    使用效果與作用

    測(cè)管式流量計(jì)自投用運(yùn)行穩(wěn)定，再?zèng)]發(fā)生檢測(cè)元件堵塞，測(cè)量數(shù)據(jù)隨機(jī)性良好。難能可貴的是，該大口徑流量計(jì)可在風(fēng)洞中標(biāo)定測(cè)頭系數(shù)實(shí)現(xiàn)測(cè)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(jì)為實(shí)現(xiàn)“負(fù)能煉鋼”提供了準(zhǔn)確有效測(cè)量手段，使轉(zhuǎn)爐煤氣回收績(jī)效有據(jù)可查、實(shí)在可信。