小流量氧气流量计

天然气流量计计量是天然气供应和接收的一大事项，是天然气贸易结算的依据。因为流量计运转中产生的轴承磨损、精度偏差大、电子元器件或修正仪故障，而引起的计量准确度偏差与无计量现象，在行业上屡见不鲜。其结果往往造成供气方、用气方和仪表制造商三方面的矛盾。随着西气东输天然气工程的竣工通气，供气单位和用气户越来越多，此问题更显突出。如何保证天然气的准确计量，不产生计量损失，已成为行业关注的焦点。通过几年来对天然气流量计的使用、考核和研究，认为仪表制造商大多数能保证产品出厂标准和精度。但因产品运输、安装、维护不当产生的问题，及正常的轴承磨损和元器件突发故障，仪表制造商则很难完全避免和解决。仅拿轴承来说。流量计各生产厂选用的轴承都是国外质量最好的产品，但这些年以来，我们多次看到因流量计长时间、高速运转使轴承疲劳突然损坏情况；还有的轴承小流量转动偏差大，大流量转动正常现象，使流量计在小流量范围内计量时产生较大偏差；甚至更换新轴承清洗、安装不好，也产生很大的偏差。为解决上述问题，我们在计量系统中设计了监控流量计（或叫对照压缩空气流量计），这样就可以在工作状态下随时对照、检查表的状况，鉴定计量精度；既使一个表停转了或不显数，但另一个表还在工作计量，从而避免了计量损失现象，保证了计量的准确性。常规方式设置的计量表（见图1与图2）图1是常规较小流量的流量计设置方案，图2是常规较大流量的流量计设置方案。按常规方法设置流量计是基于理想流量计设计的，一旦流量计出现超精度偏差和故障，计量损失就会发生，并且无可挽回。虽然设计是双路一开一备。但因无法在工作状态下进行检测，所以对新安装的仪表和工作一段时间的仪表实际性能、状况不能确定。因为只要流量计转动，用肉眼是很难看出问题的。除非表停转了或不显数。若表停转了或不显数，管理人员没有观察到或者人不在现场，而燃气还在流动。无计量现象就发生（流量计停止转动不影响燃气流动）。计量系统带监控表流量较小（500m3/h左右及以下）[img]https://www.bio-equip.com/imgatl/2013/2013111315230.jpg[/img][img]https://www.bio-equip.com/imgatl/2013/2013111315815.jpg[/img]全天间歇工作，一次工作几十分钟至几小时，或者季节性工作的表，如采暖锅炉用计量调压设备（见图3）。此种形式设置的流量计，其表数量仍为两块，同常规设置表数一样，而只是将其中一个计量表移至监控表位置。当两块表串联同时转动时，可以对照瞬时流量、累积总流量及某时间段累积流量差、温度和压力。通过数值的比较，可以立即判断表的工作状况。直接观察瞬时流量和累积流量，对比各流量差值，可以判断表的精度，在精度范围内，表正常，反之则存在问题。比较温度和压力值，虽不能直观判断表的精度，但这两种数值若偏差较大，可以判断表存在问题。因为标准立方数（Nm3）是通过压力传感器、温度传感器、液位变送器经过修正仪修正得来的，这两种数值任一数值若出现较大偏差，表的标准立方数就会有较大偏差。在装置系统管路中串联流量表，通过流量、压力、温度的对照比较，是实现计量仪表在动态工作条件下进行监测、检查的有效办法

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。

我国开展近代流量测量技术的工作比较晚，早期所需的流量仪表均从国外进口。　　流量测量是研究物质量变的科学，质量互变规律是事物联系发展的基本规律，因此其测量对象已不限于传统意义上的管道液体，凡需掌握量变的地方都有流量测量的问题。流量和压力、温度并列为三大检测参数。对于一定的流体，只要知道这三个参数就可计算其具有的能量，在能量转换的测量中必须检测此三个参数。能量转换是一切生产过程和科学实验的基础，因此流量和压力、温度仪表一样得到最广泛的应用。　　天然气作为一种优质能源和化工原料其计量越来越被人们重视。欧美等工业化水平较高的发达国家，对天然气计量技术的研究起步较早，投人的资金及科技力量较大，尤其是对贸易天然气的计量十分重视。从流量计选型上，欧洲主要使用涡轮、腰轮流量计，如在荷兰涡轮、腰轮流量计的使用约占80%，在加拿大涡轮流量计的使用约占90%，而美国则以使用孔板为主，约占80%。从整体上来看，在流量计使用上，70年代形成了孔板使用高潮，80年代形成了涡轮流量计使用的高潮，90年代中后期则掀起了超声流量计热潮。　　在流量标准方面，各国流量工作者花费了大量时间，付出了艰苦的努力，在分析总结大量的实验和应用数据的基础上，相继推出具有代表性的标准如天然气流量标准孔板计量标准（AGA No.3）、气体涡轮流量计标准（AGA No.7）、天然气及其他烃类气体的压缩性和超压缩性标准（AGA No.8）、用气体超声流量计测量天然气标准（AGA No.9）、用差压装置测量流体流量标准（ISO5167）、气体涡轮流量计标准（ISO9951）、气体超声波流量计标准（ISO/TR12765）以及天然气压缩因子计算标准（ISO/DIS12213）等，这些标准规程对天然气流量计量具有积极的指导意义。