摘要(yao):爲了解決(jue) 節流式流(liú)量計 在煤(méi)氣流量測(ce)量中存在(zai)的問題.設(she)計了一種(zhǒng)插入式氣(qi)體流量計(jì) .包括取壓(ya)頭.取壓導(dao)通裝置和(he)密封固定(dìng)裝置三部(bu)分🚩。插入式(shì)氣體流量(liàng)計在焦爐(lú)煤氣.高爐(lu)煤氣、混合(hé)煤氣等煤(méi)🐕氣流量測(cè)量應用後(hou),煤氣計量(liàng)數據更加(jia)精準.生産(chǎn)更加穩定(ding),降低了生(sheng)成成本。
　　目(mù)前用于煤(mei)氣流量測(cè)量的裝置(zhi)主要是節(jiē)流式流量(liang)計,如 孔闆(pǎn)流量計 、 内(nei)藏 V錐流量(liang)計 等,此類(lèi)流量測量(liàng)裝置在使(shi)用中存在(zai)多個弊端(duān),如需要🆚停(ting)産安裝、壓(yā)損大、易堵(dǔ)塞、難疏通(tong)等。以焦爐(lú)煤氣爲例(li),因☁️煤氣🆚淨(jìng)化能力不(bú)夠、雜質多(duo)、低溫時結(jié)萘等原因(yīn)造成節流(liu)裝置堵塞(sāi)，嚴重影響(xiǎng)煤氣流量(liang)計量,甚至(zhi)造成節流(liú)裝置處管(guǎn)道堵塞。節(jiē)流裝置堵(du)塞☎️後隻能(neng)在工🔴藝停(ting)機時進行(háng)疏通,維護(hu)機會少,難(nan)度🈚大.特别(bié)是大口徑(jìng)管道,拆裝(zhuāng)時需要大(dà)型吊裝機(jī)具💛的配合(hé)才能完成(chéng),費時費力(lì)。爲此,需研(yán)發-種能防(fáng)堵、低壓損(sǔn)、可在線安(ān)裝維護的(de)插入式氣(qì)體流量計(ji)。
2插人式流(liú)量計的工(gong)作原理
　　插(cha)入式流量(liang)計是一種(zhǒng)采用皮托(tuō)管原理提(tí)取管道中(zhōng)🐇心流速再(zài)換算成流(liú)體體積流(liu)量和質量(liàng)流量的📞差(cha)壓👣式流量(liang)計🥵,用于測(ce)量介質管(guan)道中心的(de)流速,包括(kuo)取壓🚶‍♀️管和(hé)取壓頭,取(qǔ)✏️壓管内分(fèn)别設置有(you)全壓通道(dào)和靜壓通(tōng)道,取壓頭(tou)的應流🐪側(cè)開設有與(yu)全壓通道(dao)連通的全(quán)壓孔,背流(liu)測開設有(yǒu)與靜壓通(tōng)道連通的(de)靜壓孔。工(gong)作時,将插(cha)人式流🍉量(liang)計的取壓(yā)頭插人管(guan)道中心,全(quán)壓孔對正(zheng)流體的來(lái)流方向,靜(jìng)壓孔對正(zheng)流體的去(qu)流方向,全(quán)壓與靜壓(ya)之差⭕即爲(wei)管道中心(xin)的實測差(chà)壓,再由該(gai)取壓頭的(de)風洞标定(dìng)曲線拟👨‍❤️‍👨合(he)出該點的(de)标準差壓(yā),根據标準(zhun)差壓來計(jì)算流體👄的(de)流量;同時(shi)還需要用(yòng)壓力變送(sòng)器測出流(liu)體壓力㊙️,用(yong)熱電阻測(ce)出流體溫(wen)度💃🏻,把标準(zhǔn)🌍差壓信号(hào)、壓力信号(hao)、溫度信号(hao)同時引人(rén)流量積算(suàn)儀或進入(ru)DCS系統,一方(fang)面對取壓(ya)頭的流量(liàng)方程進行(háng)計🔞算,另一(yi)方面對流(liu)體進行壓(ya)力、溫度補(bǔ)償,以保證(zheng)測量精度(dù)。
3插入式流(liu)量計的設(shè)計與安裝(zhuāng)
3.1取壓頭
　　取(qu)壓頭是插(cha)人式流量(liàng)計的重要(yào)組成部分(fèn),用于獲取(qǔ)流體産生(sheng)的差壓信(xin)号。取壓頭(tou)采用弧面(miàn)設計，将取(qu)壓頭插人(rén)管道中心(xīn)時前側壁(bì)以及全壓(yā)孔對正流(liu)體的來流(liu)方向,後側(cè)❄️壁以及靜(jìng)壓孔對正(zheng)流體的🌈去(qù)流方向,阻(zu)擋部位位(wei)于全壓孔(kǒng)一側弧🤟面(miàn).阻擋部位(wei)能夠促使(shǐ)流體向遠(yuan)離後側壁(bì)的方向流(liu)去,減少❗了(le)向後側壁(bì)🔆流動的流(liú)體,即減少(shǎo)了管道内(nèi)向靜壓孔(kǒng)流動的流(liú)體,增大了(le)差壓,提高(gāo)了測量的(de)穩定性👉和(he)準确.度。由(yóu)于全壓孔(kong)正對來流(liu)方向,孔内(nèi)會形成高(gāo)壓區,壓力(li)略高于管(guǎn)道内壓力(li),從而阻止(zhǐ)氣體中的(de)雜質進入(ru)全壓💋孔，避(bi)免了取壓(ya)頭被堵。
3.2取(qu)壓導通裝(zhuang)置
　　取壓導(dao)通裝置是(shi)把取壓頭(tóu)産生的差(chà)壓傳遞給(gěi)差壓變送(sòng)🤞器進而實(shi)現物理信(xìn)号轉換的(de)裝置,取壓(yā)頭通過2根(gen)導壓管⚽與(yu)上♈方的三(san)閥組連接(jiē),三閥組再(zai)與❗差壓變(biàn)送器連接(jiē),從而測得(de)取壓頭兩(liǎng)側的标準(zhǔn)差壓。 三閥(fá)組 采用3051型(xíng)号,可與市(shì)面上的絕(jue)大部分 差(chà)壓變送器(qì) 直接連接(jie)。導壓管采(cai)用小截面(miàn)設計,外部(bù)直徑隻有(you)30mm,使用過程(cheng)中幾乎不(bu)阻擋管道(dào)内氣體流(liú)動,管道内(nèi)氣體壓力(lì)損失✉️小。
3.3密(mi)封固定裝(zhuang)置
　　密封底(dǐ)座主要用(yong)于插人式(shi)流量計的(de)固定與密(mi)封,由于管(guan)📞道内🧡的氣(qi)體可能是(shì)有毒氣體(ti),氣體洩漏(lou)後㊙️有可能(neng)造成重大(dà)事故,所㊙️以(yi)流量計的(de)密封非常(cháng)重✌️要。密封(feng)🔅固定裝置(zhi)主要由管(guan)道🌐焊接底(di)💁座、球閥、彈(dàn)性密封圈(quan)和密封壓(yā)緊裝置構(gòu)成，其結構(gou)如圖1所示(shi)。其中管道(dào)焊接底座(zuo)直接焊接(jiē)在管道上(shang),實現流量(liang)計㊙️與管道(dào)的設備連(lian)接;球閥用(yòng)于對管道(dào)内的氣體(tǐ)進行封堵(dǔ),實現流量(liàng)🏃‍♂️計插人🤩前(qián)和拔出後(hou)的管道氣(qi)體密封;彈(dan)性密封圈(quan)爲❌耐腐蝕(shi)耐高溫彈(dan)⚽性🈲石墨材(cái)質，其内徑(jìng)與導壓管(guan)外徑尺寸(cun)--緻,流量計(ji)插入後通(tōng)過密封壓(ya)緊裝置對(duì)彈性密封(fēng)圈施加壓(ya)力，彈性密(mì)封⛹🏻‍♀️圈受力(li)後發生形(xíng)變,與導壓(ya)👣管緊密貼(tiē)合,從而實(shí)現氣體🐕的(de)密封。

3.4計算(suan)方法.
　　插人(ren)式流量計(jì)出廠前需(xu)要用風洞(dong)進行标定(dìng),通過标準(zhǔn)🏃‍♀️流量與标(biāo)準差壓計(jì)算出該流(liu)量計的流(liu)量倍率K。實(shí)際使用時(shi)需要根據(jù)流體的密(mi)度、壓力、溫(wēn)度進行補(bu)償,流量計(ji)算選用差(cha)壓模型,其(qi)計🚶‍♀️算公式(shi)爲:

式中:M爲(wei)質量流量(liang),kg;K爲流量倍(bèi)率;△P爲差壓(ya)值,kPa;p爲介質(zhi)密度⛹🏻‍♀️,kg/m';pn爲介(jiè)質标況密(mì)度,kg/m'。
3.5安裝方(fang)法
　　插人式(shì)流量計可(ke)以斷流安(an)裝,也可通(tong)過帶壓開(kāi)孔工具🐉在(zài)線安裝。安(an)裝時,隻需(xū)在管道上(shang)開一直徑(jìng)30mm的圓孔，在(zài)圓孔上方(fang)焊接密封(fēng)固定裝置(zhì),把流量計(ji)插入即可(kě)。因支持在(zai)線插拔的(de)特性,避免(miǎn)停氣影響(xiang)生産,可在(zài)某些因生(sheng)産💞工藝要(yào)求而無法(fǎ)停氣的計(jì)量🏃‍♂️點進行(hang)安裝。插入(ru)管道前🔞,應(yīng)計算插人(ren)尺寸并檢(jiǎn)查取壓頭(tou)全壓👣和靜(jing)壓孔方向(xiang),保證安裝(zhuāng)後兩個取(qǔ)壓孔的端(duan)部🔴位于管(guan)道中心線(xiàn)上,即管道(dao)中心處,并(bing)且使全壓(yā)孔對正流(liú)體的來流(liu)方向、靜壓(ya)孔對正流(liú)體的去流(liu)方⛹🏻‍♀️向,整體(tǐ)安裝方法(fǎ)如圖2所示(shi)。

4結語
　　插人(rén)式氣體流(liu)量計已在(zai)山鋼股份(fen)萊蕪分公(gōng)司的焦爐(lu)煤氣、高爐(lu)煤氣、混合(hé)煤氣等煤(méi)氣流量測(ce)量,其徹底(di)解決了孔(kǒng)闆等節流(liu)元件存在(zai)安裝、測量(liang)、維護💛中的(de)弊♊端.具有(yǒu)㊙️測量數據(jù)準确,防堵(du)、低壓損、可(ke)在線安裝(zhuāng)維護等優(you)點，是替代(dai)傳統流量(liàng)計的理想(xiǎng)測量裝置(zhì)。采用插人(rén)式流量計(ji)進行煤氣(qì)計量後,煤(méi)氣計🆚量數(shù)據更加📱精(jīng)準.生産更(geng)加穩定,降(jiàng)低了成本(ben);爲企業的(de)生産經營(yíng)提供了準(zhun)确、可靠的(de)監測和計(ji)量數據,有(yǒu)利于企業(yè)合理👉調度(du)煤氣、加強(qiang)成本核算(suan)、降低能耗(hao)、提高效益(yi)。

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