煤气表流量传感器

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高炉煤气具有管径大、流速低、粉尘大、易堵塞等特点，其流量用常规装置测量效果不尽理想。近来，一种新型煤气流量计———煤气流量计采用独特的结构设计，在高炉煤气流量测量中取得了不少进展。本文对煤气流量计的基本原理和应用于高炉煤气测量的突出优点进行了分析，并给出了安装使用时的一些建议。1前言 在冶金企业中，高炉煤气等含杂质煤气的测量相当普遍。但是由于其具有管径大（可至2m-3m）、流速低、粉尘多、易堵塞等特点，准确测量煤气流速较为困难。常见的测量装置有标准孔板、圆缺孔板和文丘利管。用孔板测量时，尽管理论与实际应用资料丰富，但实际应用中仍有容易堵塞、流量系数长期稳定性差（漂移可超过20%）、压损大（可达40%-80%△P ）、维修工作量人等问题。文丘利管尽管压力损失有所减小（15%-29%△P ），但仍不能从根木上解决防堵问题，而且安装制作麻烦。由于这些缺点，造成有些煤气流量测量不准，有时测量值仅能供参考。又因煤气运行压力一般较低，节流装置时间一长，堵塞、结垢非常厉害，严重时甚至影响工艺设备运行。 近来一种新型流量计—煤气流量计，采用独特的弹头形结构设计，保证了探头的高强度、低压损 （2%~15%△P）和实现本质防堵，在高炉煤气测量中取得了较大进展。下面对其基本原理和特点以及用于高炉煤气测量的优越性进行分析，并给出安装使用时的一些建议。2煤气流量计原理及特点 煤气流量计是均速管流量计的一种，非常适合大管道气体的流量测量。它的探头是一种差压、速率平均式流量传感器。它通过传感器在流体中所产生的差压进行气体流量测量，其取压方式如图1. 煤气流量计在高、低压区按一定准则排布多对取压孔，通过所得差压准确地检测流体的平均流速，其流量和差压的关系满足下式:式中:Q——体积流量 K——流体系数 C——流体常数在特定流体条件下是常数） △P——差压。 煤气流量计采用了根据空气动力学原理设计的弹头形探头，其工作原理如图2所示。 煤气流量计这种独特的结构设计，使得探头所受到的牵引力zui小，并且流体与探头的分离点固定。低压孔取在探头侧后两边、探头与流体分离点之前，既避免了低压孔受涡流影响，又避免了低压孔被堵，使信号稳定、。探头采用前部表面粗糙处理和防淤槽，这样，无论对高速还是低速流体，都会产生稳流边界层，使其达到降低牵引力和涡街脱洛力的目的，并在很宽的范围内保证了的流量系数。它的流量系数K在一个相当大的范围内是常量，不受雷诺数、节流面积比的影响。煤气流量计从理论上建立了K值的分析模型，精度可达±1%，且经大量测试证明，实测值和理论值之间的偏差在±0.5%以内。 煤气流量计的测量精度可达±1.0%，重复性达±0.1%，它还能够保证精度的长期稳定，因为其不受磨损、污垢和油污的影响，结构上没有可移动部件，从设计上排除了堵塞现象的发生。 流量计探头的发展经历了圆形、钻石形、机翼形、弹头形等几种形式，但除弹头形的煤气探头外，其他几种类型的流量计探头均未能胜任含杂质煤气的测量。这是因为其他类型的流量计探头在设计时忽略了临界流体的流动情况和空气动力学原理，存在着取压孔易堵塞、信号波动大、精度不高、受流体牵引力影响大等缺点，从而使其应用范围受到很大的限制。3测量高炉煤气的优点 同孔板等常规流量装置相比，煤气流量计用于高炉煤气的测量时，有着很大的优越性: 1）探头具有优越的防堵设计。弹头截面的探头能够产生的压力分布，固定的流体分离点位于探头侧后两边。流体分离之前的低压侧取压孔，可以生成稳定的差压信号，并有效防堵，内部一体化结构能避免信号渗漏，提高探头结构强度，保持长期高精度。 2）结构简单，安装方便，可在线开孔插拔。高炉煤气管线停产机会少，选用在线插拔式的结构，给安装和维护带来了极大方便。 3）煤气流量计直管段要求较低。高炉煤气管径一般较大，有时难以满足标准直管段要求。煤气流量计在较低的直管段要求下，前7D后3D仍能保证1%的测量精度，zui小直管段要求为弯管后2D. 4）压力损失很小。煤气流量计采用非收缩节流设计，比孔板的*压力损失至少降低95%以上。例如，在直径为1 000mm的管道上，煤气压力为12kPa，用圆缺孔板测量时，其zui大压力损失竟达6kPa，极有可能影响用户点压力。而用威力巴流量计，压损仅有20Pa左右，其影响完全可以忽略不计。高炉煤气压力较低，管道上压力一般在lOkPa左右，而用户热风炉、烧结机等）点压力也只有6kPa-8kPa，因此减少节流件的压力损失非常重要。4应用建议 煤气流量计一般都有供方技术人员现场指导安装，但在开始设计和日常使用时仍应注意以下问题: 1）选型时务必提供准确的工艺参数，如流量、煤气成分、含尘量、温度、压力、湿度等参数。这一点对于选用任何类型的差压式煤气流量计都非常重要。 2）要配用质量较好的变送器。同其他流量计一样，煤气流量计用于煤气测量时差压值较小，一般在20OPa-2 000Pa之间，有时需要配用微差压变送器，因此变送器的好坏直接影响到输出信号的稳定性，目前广泛使用的EJA. 3051. 1151等变送器均可满足测量要求。 3）连续工作的煤气流量计从根本上杜绝了堵塞的可能，但当系统频繁开停机或管道处于停产时，仍有可能发生堵塞，此时应注意及时采取有效的防护措施。 4）尽管煤气流量计维修简便，但是为了保证其使用效果更好，作为一次取源部件，仍建议对其进行定期维护，有条件者亦可加入反吹管路。

涡街流量计可广泛用于大、中、小型各种管道给排水、工业循环、污水处理，油类及化学试剂以及压缩空气、饱和及过热蒸汽、天然气及各种介质流量的计量并可作为流量变送器应用于自动化控制系统中，采用EEPROM对累积流量进行掉电保护，保护时间大于10年。涡街流量计是一种用途极广泛的流量仪表，几乎可以用在所有气体，液体和蒸汽的流量计测量和控制，我公司的数字智能涡街流量计，它突破了传统模拟方式处理涡街信号的局限，通过现代数字信号处理的方法对涡街探头信号进行识别、筛选，从而得到正常的流量信号，极大的提高涡街的抗震性能，从根本上解决了围绕涡街几十年来不抗震问题，它广泛应用于石油化工、轻工、热电、造纸等行业的给水、给盐、给风的流量。　XHLUGB 涡街流量计www.xuhuiyb.com/在测量焦炉煤气上应用的还是比较多，但是也不乏会出现一些问题，来说说这些问题的原因及解决方法：　　现场计量系统出现故障的原因可归纳为两大原因，一是流量仪表或其关联设备引起的。二是非流量仪表方面的原因，即流量仪表正常，而环境或系统方面原因造成故障，这类原因难以查找。除了要求技术人员要熟悉该仪表性能外，还需具有广博的知识和丰富的现场经验进行分析、推理、多方试验，方能确认。有些故障还是一些意想不到的事件造成的。对非流量仪表方面的故障往往表现为输出信号不稳定。根据实际经验，涡街流量计测量焦炉煤气时，输出信号不稳定的原因有以下几点：　　1）涡街流量计不适宜安装在强振动的场合是应用者广为熟知的，但在磁场频繁变化的场合，涡街流量传感器会测出高于正常值的信号输出。实践证明，在无气体流动的现场，当涡街流量传感器处于变化的磁场中时在磁场变化的瞬间，涡街流量传感器会感应出一个错误信号而输出，当变化结束，仪表处于一个稳定的磁场时，仪表则会输出一个正常信号。　　2）焦炉煤气因出厂时温度高，湿度大，因此在气体输送过程中会有水分存在。气体流动带动水分往复波动，从而形成脉动流。涡街流量传感器处于这种流体状态时输出数据忽大忽小，根本无法反映生产状况。　　3）由于焦炉煤气多杂质，易结晶，杂质凝结于传感头，从而造成计量失准。温度升高时，杂质挥发，灵敏度增加，信号增强 相反则降低。从而造成数据不稳定。　　4）仪表接线过程中压线不实，从而造成传输过程中信号的时断时续。　　5）仪表接地线不符合规范要求，从而使强电中的50Hz干扰进入，当正常信号高于50Hz时输出正常信号，反之则会输出错误信号。　　解决办法：　　1）在仪表安装、连接过程中，应确保每一个环节的准确无误，其中包括安装前对现场的考察、安装过程中仪表接线、系统接地线等方面，从而确保检测到真实数据并能够准确输出。　　2）对于运行中的计量系统可采用“双轨计量，对比确认”的方法，以及“替代法”对运行中的计量仪表故障进行确认和排除。　　3）定期对仪表进行整体清洗，必要时可对仪表的传感头部分进行吹扫，避免杂质在传感头处的凝结。寒冷的季节在计量直管段及仪表部分加伴热装置也有利缓解杂质在计量仪表处的凝结。　　4）定期对管道进行排水，特别是直管段前的水分，依据具体情况设置专人定期排放，尽可能降低计量管段中的水分，zui大限度的排除流体中的脉动。　　5）加强对计量系统数据的管理，设置定时打印功能，依据打印数据结合生产状况对仪表的运行分析。