摘要： 高爐煤氣具有管徑大、流速低,、粉塵大,、易堵塞等特點，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)點進行了分析,，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，準確測量煤氣流速較為困難,。常見的測量裝置有標準孔板,、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,，造成有些煤氣流量測量不準,，有時測量值僅能供參考。又因煤氣運行壓力一般較低,，節(jié)流裝置時間一長,，堵塞、結(jié)垢非常厲害,，嚴重時甚至影響工藝設(shè)備運行,。
    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展,。下面對其基本原理和特點以及用于高爐煤氣測量的*性進行分析,，并給出安裝使用時的一些建議。
2煤氣流量計原理及特點
    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)按一定準則排布多對取壓孔,，通過所得差壓準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固定,。低壓孔取在探頭側(cè)后兩邊、探頭與流體分離點之前,，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±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±1.0%,，重復(fù)性達±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，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
    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)機會少，選用在線插拔式的結(jié)構(gòu),，給安裝和維護帶來了極大方便,。
      3）煤氣流量計直管段要求較低。高爐煤氣管徑一般較大,，有時難以滿足標準直管段要求,。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6kPa，極有可能影響用戶點壓力,。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，而用戶熱風爐,、燒結(jié)機等）點壓力也只有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,，但當系統(tǒng)頻繁開停機或管道處于停產(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,，仍建議對其進行定期維護，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)后的運行情況來看,，其測量準確,，防堵性能好，安裝維護方便,，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)品還只是進口產(chǎn)品美國VERIS公司）,，希望能加速該產(chǎn)品的國產(chǎn)化進程，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