摘要(yào):爲了解決(jue) 節流式流(liu)量計 在煤(méi)氣流量測(ce)量中存在(zai)的問題.設(shè)計了一種(zhong)插入式氣(qì)體流量計(ji) .包括取壓(yā)頭.取壓導(dao)通裝置和(he)密封固定(ding)裝置三部(bu)分🔴。插入🥰式(shi)🏃氣👅體流量(liang)計在焦爐(lu)煤氣.高爐(lu)煤氣、混合(he)煤氣等煤(mei)氣流量測(ce)💞量應用後(hou),煤氣計量(liang)數據更加(jia)⛷️精準.生産(chan)更加👈穩定(ding),降✊低了生(sheng)成成本。
　　目(mu)前用于煤(méi)氣流量測(ce)量的裝置(zhi)主要是節(jiē)流式流🤟量(liàng)計,如 孔闆(pan)流量計 、 内(nei)藏 V錐流量(liang)計 等,此類(lei)流量測量(liang)裝置在使(shǐ)用中存在(zài)多個弊端(duan),如✔️需要❄️停(ting)産安裝、壓(yā)損大、易堵(dǔ)塞、難疏通(tōng)等。以焦爐(lu)煤氣爲例(lì),因煤氣淨(jìng)化能力不(bú)夠、雜質多(duō)、低溫時結(jie)萘等原因(yīn)💋造成節📐流(liu)裝置堵塞(sāi)，嚴重影響(xiang)煤氣流量(liang)計量,甚至(zhì)造成節流(liú)裝置處管(guǎn)道堵塞。節(jie)流裝置堵(du)塞後隻能(néng)在工藝停(ting)機時進❗行(háng)疏通,維護(hù)機會少,難(nán)度🔴大.特别(bie)是大口❗徑(jing)管道,拆裝(zhuang)時需要大(da)型吊裝💁機(ji)具的配合(hé)才能完成(cheng),費時費力(lì)。爲此,需🈚研(yán)發-種能防(fang)堵、低壓損(sǔn)、可在線安(ān)裝♻️維護的(de)插入式氣(qi)體🌍流量計(ji)。
2插人式流(liu)量計的工(gong)作原理
　　插(cha)入式流量(liàng)計是一種(zhong)采用皮托(tuō)管原理提(ti)取管道中(zhong)心流速👅再(zài)換算成流(liú)體體積流(liu)量和質量(liang)流量的♈差(cha)壓式流量(liàng)計,用于測(cè)量介質管(guǎn)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(tong)道,取壓⭐頭(tou)的應流側(cè)開設有與(yu)全壓通❌道(dào)連通的全(quan)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(chā)人式流量(liang)計的取壓(ya)頭插人管(guǎn)道中心,全(quán)壓孔對正(zheng)流體的來(lai)流方向,靜(jing)壓孔對正(zhèng)💋流體的去(qu)流方向🧑🏾‍🤝‍🧑🏼,全(quan)壓與靜壓(ya)之差即爲(wèi)管道中☎️心(xīn)的實測差(chà)壓,再由該(gāi)取壓頭的(de)風洞标定(ding)曲線拟合(hé)出該點的(de)标準🙇🏻差壓(yā),根據标準(zhǔn)差壓來計(ji)算流體🈲的(de)流量;同時(shi)還需要用(yong)壓力變送(sòng)器測出流(liú)體壓力,用(yòng)熱電阻測(ce)出流體溫(wen)度🏃🏻,把标準(zhun)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(rù)DCS系統,一方(fāng)面對取壓(yā)頭的流量(liang)方程進行(háng)計💛算,另一(yī)方面🔞對流(liu)體進行壓(ya)力、溫度補(bu)償,以保證(zhèng)測量精度(du)。
3插入式流(liú)量計的設(she)計與安裝(zhuang)
3.1取壓頭
　　取(qǔ)壓頭是插(chā)人式流量(liàng)計的重要(yào)組成部分(fen),用于獲取(qǔ)流體産生(sheng)的差壓信(xin)号。取壓頭(tou)采用弧面(mian)設計，将取(qǔ)壓頭插人(rén)管道中心(xin)時前側壁(bì)以及全壓(ya)孔對正🐅流(liu)體的來流(liú)方向,後側(ce)壁以及🧡靜(jing)壓孔對正(zheng)流體的去(qu)流方向,阻(zu)擋部位位(wei)于全壓✍️孔(kong)一側弧⁉️面(mian).阻擋部位(wei)能夠促使(shi)流體向遠(yuǎn)離後側壁(bì)的方向流(liú)去,減少㊙️了(le)向後側壁(bi)🔆流動的流(liú)體,即減少(shao)了管道内(nèi)向靜壓孔(kong)流動的流(liú)體,增🔞大了(le)差壓,提高(gao)了測量的(de)穩定性和(he)準确.度。由(you)于全壓☔孔(kong)正對來流(liú)方向,孔内(nèi)會形成高(gāo)壓區,壓🌍力(li)略高于管(guǎn)🛀道内壓力(lì),從而阻止(zhi)氣體中‼️的(de)雜質進入(ru)全壓孔，避(bi)免了取壓(yā)頭被堵。
3.2取(qu)壓導通裝(zhuang)置
　　取壓導(dǎo)通裝置是(shi)把取壓頭(tou)産生的差(cha)壓傳遞給(gei)差壓變送(song)❤️器進而實(shí)現物理信(xìn)号轉換的(de)裝置,取壓(ya)頭通過2根(gēn)導🍉壓管與(yu)上方的三(sān)閥組連接(jiē),三閥組再(zài)與🔴差壓變(bian)送器連接(jiē),從而🚶‍♀️測得(dé)取♊壓頭兩(liǎng)側的标準(zhǔn)差壓。 三閥(fa)組 采用3051型(xing)号,可與市(shì)面上的絕(jue)大部分 差(cha)壓變送器(qì) 直接連接(jiē)。導壓管采(cǎi)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(mì)封固定裝(zhuāng)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(guǎn)道🆚内☁️的氣(qì)體可能是(shì)有毒氣體(tǐ),氣體洩漏(lou)後有可能(néng)造成重大(dà)事故,所以(yǐ)流量計的(de)密封非常(cháng)重要。密封(fēng)固定裝💋置(zhi)主要✔️由管(guǎn)道焊接底(di)座、球閥、彈(dan)性密封圈(quān)和密封壓(ya)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(zuò)直接焊接(jiē)在管道上(shàng),實現流量(liàng)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(liang)計插人🚶前(qian)和拔出後(hòu)的管道氣(qi)體密封;彈(dan)性密封圈(quān)爲耐腐蝕(shi)耐高溫彈(dàn)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(yā)緊裝置對(dui)彈性密封(fēng)圈施加壓(yā)力，彈性密(mì)封圈受力(li)後發生形(xíng)變,與導壓(yā)管緊密貼(tiē)合,從而實(shi)現氣體的(de)密封。

3.4計算(suàn)方法.
　　插人(ren)式流量計(ji)出廠前需(xu)要用風洞(dong)進行标定(dìng),通過标準(zhun)流㊙️量與标(biao)準差壓計(ji)算出該流(liú)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(bǔ)償,流量計(ji)👌算選用差(chà)壓模型,其(qí)計🌈算公式(shi)爲:

式中:M爲(wei)質量流量(liàng),kg;K爲流量倍(bei)率;△P爲差壓(yā)值,kPa;p爲介質(zhi)密度,kg/m';pn爲介(jie)質标況密(mì)度,kg/m'。
3.5安裝方(fang)法
　　插人式(shi)流量計可(ke)以斷流安(ān)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(zai)圓孔上方(fāng)焊接密封(fēng)固定裝置(zhì),把流量計(jì)插入即可(kě)。因支持在(zài)線插拔的(de)特性,避免(miǎn)停氣影響(xiǎng)生産,可在(zai)某些因生(shēng)産👌工藝要(yào)求✨而無法(fa)停氣的計(ji)量點進行(háng)安裝👨‍❤️‍👨。插入(rù)管道前,應(yīng)計算插人(ren)尺寸并檢(jiǎn)查取壓頭(tóu)全壓和靜(jing)壓孔方向(xiàng),保♻️證安裝(zhuang)後兩個取(qǔ)壓孔的端(duān)部位于管(guǎn)道中心⭐線(xiàn)上,即管道(dao)中心處,并(bing)且使全壓(yā)孔對正流(liu)體的來流(liú)方向、靜壓(yā)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(shì)。

4結語
　　插人(ren)式氣體流(liú)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(mei)氣流量測(ce)量,其徹底(dǐ)♉解決🤞了孔(kǒng)闆等節流(liú)元件存在(zai)安裝、測量(liang)、維護中的(de)弊端.具有(yǒu)測量數據(ju)準确,防堵(du)、低壓損、可(ke)在線安裝(zhuāng)維護等優(yōu)點，是替代(dai)傳統流量(liàng)計的🌏理想(xiang)測量🏃裝置(zhì)。采用插人(ren)式流量計(ji)🧡進行煤氣(qi)計量後,煤(mei)氣計☀️量數(shu)據更加精(jing)準.生産更(gèng)加穩☎️定,降(jiang)低了成本(ben);爲企業的(de)生産經營(yíng)提🍓供了準(zhǔn)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(yì)。

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