煤氣流量測(cè)量方案分析對(duì)比

礦業(yè)，冶煉，石油，化工等行業(yè)中普遍和最重要的流量對(duì)象集中在水，蒸汽，煤氣，空氣，氮?dú)猓鯕獾确矫妫煌慕橘|(zhì)在流量中的問(wèn)題各不相同，遇到的難點(diǎn)也不一樣。煤氣流量的測(cè)量被廣泛認(rèn)為是難度較大，問(wèn)題較多的對(duì)象。

然而，煤氣流量測(cè)量的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性又在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程的煤氣能源消耗，成本核算，商務(wù)結(jié)算中扮演著至關(guān)重要的作用。所以選擇合適的流量計(jì)用于煤氣的測(cè)量是非常的關(guān)鍵。

煤氣生產(chǎn)的特殊性決定了煤氣管道容易產(chǎn)生雜質(zhì)和沉積臟污結(jié)垢等，氣體密度，濕度等給測(cè)量結(jié)果帶來(lái)很大的誤差

（1）煤氣流量測(cè)量的特點(diǎn)

a.流體靜壓低、流速低，允許壓損小，一般不允許用縮小管徑的方法提高流速。

b.流體濕度高,有的測(cè)量對(duì)象還帶少量水，在管道底部作分層流動(dòng)。

c.有的測(cè)量對(duì)象氫含量高，流體密度小，用渦街流量計(jì)測(cè)量時(shí)，信號(hào)較弱。

d.煤氣發(fā)生爐、焦?fàn)t等產(chǎn)出的煤氣一般帶焦油之類黏稠物，有的還帶一定數(shù)量塵埃。

e.測(cè)量點(diǎn)位于壓氣機(jī)出口時(shí)，存在一定的流動(dòng)脈動(dòng)。

f.流體屬易燃易爆介質(zhì)，儀表有防爆要求。

g.從小到大各種管徑都有。

h.最小流量與最大流量差異懸殊。

i.用于貿(mào)易結(jié)算的系統(tǒng)，計(jì)量精確度要求高；作為一般監(jiān)視和過(guò)程控制的系統(tǒng)，精確度要求則低一些

（2）西安三聯(lián)測(cè)控匯總了典型的煤氣測(cè)量對(duì)流量計(jì)至少有如下幾個(gè)要求：
1. 可測(cè)量較大管徑的氣體流量（300-2000mm）

2. 可測(cè)量低流速，低壓力，低密度的氣體流量

3. 必要的情況 可以在線清潔應(yīng)對(duì)“結(jié)焦”現(xiàn)象

4. 應(yīng)對(duì)介質(zhì)組分變化對(duì)測(cè)量的影響

5. 沒(méi)有壓損

6. 量程比寬

三.下面我們依據(jù)測(cè)量的原理對(duì)幾種流量計(jì)做如下總結(jié)：

（1）渦街流量計(jì)

原理：渦旋頻率和流量

在流體中設(shè)置三角柱型旋渦發(fā)生體,則從旋渦發(fā)生體兩側(cè)交替地產(chǎn)生有規(guī)則的旋渦,這種漩渦稱為卡門(mén)旋渦,在一定范圍內(nèi)旋渦分離頻率與流量成正比。

特點(diǎn):壓損小,量程范圍大,精度高,在測(cè)量工況體積流量時(shí)幾乎不受流體密度、壓力、溫度等參數(shù)的影響。

缺陷：

對(duì)流速有要求,低流速低于測(cè)量下限。產(chǎn)生掛料時(shí),影響儀表精度，在線維護(hù)困難

（2）靶式流量計(jì)

原理：

當(dāng)介質(zhì)在管中流動(dòng)時(shí),因其動(dòng)能通過(guò)阻流件(靶)時(shí)而產(chǎn)生的壓差,并對(duì)阻流件有作用力,其作用力大小與介質(zhì)流速的平方成正比,阻流件靶接受的作用F,經(jīng)剛性連接的傳遞件(測(cè)桿)傳至電容力傳感器,電容力傳感器產(chǎn)生電壓信號(hào)輸出。

缺陷：

靶式傳感器與測(cè)量介質(zhì)接觸,受到工藝介質(zhì)的腐蝕,造成傳感器性能變化,測(cè)量數(shù)據(jù)失真。

即是利用流體流過(guò)發(fā)熱物體時(shí)，發(fā)熱物體的熱量散失多少與流體的流量成一定比例關(guān)系。具體來(lái)說(shuō)，該流量計(jì)的傳感器有兩只標(biāo)準(zhǔn)級(jí)的RTD，一只用來(lái)做熱源，一只用來(lái)測(cè)量流體溫度，流體流過(guò)時(shí)，兩者之間的溫度差與流量的大小成非線性關(guān)系，該儀表就可以把這種關(guān)系轉(zhuǎn)換為測(cè)量流量信號(hào)的線性輸出。

（3）熱式質(zhì)量流量計(jì)

 原理：利用流體流過(guò)發(fā)熱物體時(shí)，發(fā)熱物體的熱量散失多少與流體的流量成一定比例關(guān)系。具體來(lái)說(shuō)，傳感器有兩標(biāo)準(zhǔn)級(jí)的RTD，一用來(lái)做熱源，一用來(lái)測(cè)量流體溫度，流體流過(guò)時(shí)，兩者之間的溫度差與流量的大小成非線性關(guān)系，把這種關(guān)系轉(zhuǎn)換為測(cè)量流量信號(hào)的線性輸出。

缺陷：水分的和雜質(zhì)對(duì)于測(cè)量準(zhǔn)確性的干擾非常的大，測(cè)量準(zhǔn)確性無(wú)法保證

（4）傳統(tǒng)節(jié)流裝置孔板、文丘里管流量計(jì)

原理：差壓原理

管道內(nèi)安置節(jié)流元件，管道內(nèi)流體在通過(guò)該節(jié)流件時(shí)，在節(jié)流件前后將產(chǎn)生壓力差。對(duì)于一定形狀和尺寸的節(jié)流件、一定的測(cè)壓位置和前后直管段、一定的流體參數(shù)情況下，節(jié)流件前后的差壓△P與流量Q之間關(guān)系符合伯努利方程。通過(guò)測(cè)量差壓值求得流量。

缺陷：流通介質(zhì)受節(jié)流元件影響,有壓損

 節(jié)流元件與測(cè)量介質(zhì)接觸,介質(zhì)中的粉塵、顆粒等雜質(zhì)會(huì)粘附在節(jié)流元件上。會(huì)造成流量計(jì)測(cè)壓孔堵塞、節(jié)流件變形,嚴(yán)重的甚至造成流體不能在管道流通的惡劣情況。

（5）在線插拔加強(qiáng)型均速管、多點(diǎn)防堵測(cè)量裝置

原理：插入式速度面積法差壓原理

在線插拔：

工藝生產(chǎn)中殘留的焦?fàn)t煤氣中的焦油和粉塵和水直接進(jìn)入煤氣輸送管道后極易使測(cè)量裝置發(fā)生粘接和堵塞，形成“結(jié)焦”，使流量測(cè)量裝置測(cè)量精度得不到保證。

所以選擇在線插拔型插入式威力德?tīng)査汀⑵酵邪涂梢酝ㄟ^(guò)整體在線插拔裝置實(shí)現(xiàn)在煤氣系統(tǒng)不停產(chǎn)的情況下取出傳感器，并對(duì)取出的傳感器表面的結(jié)焦進(jìn)行清潔，最后在不停產(chǎn)的情況下將傳感器插回測(cè)量系統(tǒng)中，真正實(shí)現(xiàn)結(jié)焦環(huán)境中傳感器的在線清潔，以保證測(cè)量的精確性