在鋼鐵聯(lián)合企業(yè),伴隨煉焦、煉鐵、煉鋼的生產(chǎn),產(chǎn)生大量的焦?fàn)t煤氣、高爐煤氣和轉(zhuǎn)爐煤氣,這些煤氣摻混后被用來供各用能單位做為重要的加熱能源。目前杭鋼各煤氣用戶都安裝了差壓式煤流量計量裝置。差壓式計量裝置在流量計量的過程中,計量的準(zhǔn)確性會受到管道內(nèi)輸送氣體的壓力、溫度和密度的影響。由于目前煤氣計量裝置都已帶有壓力、溫度補償裝置、壓力、溫度的變化給計量準(zhǔn)確性帶來的影響已經(jīng)得到消除。而密度變化引起的計量誤差尚缺乏可靠易行的方法來加以完。現(xiàn)就管道內(nèi)輸送煤氣的密度變化給計量準(zhǔn)確性帶來的影響進(jìn)行討論以引起廣泛的重視。
1、流量計量密度補償?shù)闹匾?/span>
管道內(nèi)輸送的混合煤氣的密度發(fā)生變化主要是由于輸送的混合煤氣的成分發(fā)生變化而造成的當(dāng)某一煤氣發(fā)生廠的生產(chǎn)出現(xiàn)不正常時,常常會引起管網(wǎng)內(nèi)輸送的混合煤氣的配比發(fā)生變化,配比的變化引起了管道內(nèi)所輸送煤氣的密度發(fā)生了變化而用來測量混合煤氣流量的一次元件在設(shè)計時采用的密度參數(shù)卻是恒定的,這樣就造成了一次元件在實際使用中的密度參數(shù)與設(shè)計上采用的密度參數(shù)不符,從而給流量計量帶來了問題。以焦?fàn)t、高爐的二混煤氣為例。計量裝置一次元件在設(shè)計上采用的密度參數(shù)為配比百分之五十時的混合煤氣密度相關(guān)參數(shù)見表1
實際生產(chǎn)上采用的焦?fàn)t、高爐煤氣的配比為百分之四十一左右,有時甚至更低。現(xiàn)以配比為百分之四十一為例,相關(guān)參數(shù)如表2
從表1、表2可看出,即使通過節(jié)流裝置的差壓不變,混合煤氣配比變化也會給混合煤氣流量計量、燃燒控制等帶來困難,甚至可能因混合煤氣的熱值下降而影響到加熱質(zhì)量。所以,混合煤氣流量計量的密度補償是很重要的。
2、流量計量的密度補償方法
流量計量的密度補償與壓力、溫度補償是兩個不同的概念。密度補償指的是由于混合配比變化造成的混合煤氣標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)密度變化的補償:;后者是指氣體標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)密度沒有變化,只是因為壓力、溫度變化造成氣體工作狀態(tài)密度變化的補償。
2.1流量計量中單純的密度補償公式
將設(shè)計節(jié)流裝置時采用的混合煤氣的密度用p設(shè)計表示,實際工作時混合煤氣的密度用p工況表示，混合煤氣流量計量中單純的密度補償公式為：
式中Qv標(biāo)況為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下混合煤氣體積流量,Qvェ況為實際工作狀況下的混合煤氣體積流量。
2.2混合煤氣標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)密度的確定
目前,一般采用以下兩種方法求混合煤氣標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)密度。
1)已知焦?fàn)t、高爐煤氣流量求混合煤氣密度。
根據(jù)混合前分別檢測出的焦?fàn)t煤氣和高爐煤氣的流量進(jìn)行計算:
式中Qv焦?fàn)t為混合煤氣中焦?fàn)t煤氣的體積流量,Qv高爐為混合煤氣中高爐煤氣的體積流量。
2)已知混合煤氣熱值求混合煤氣密度。
根據(jù)煤氣輸送管道末端用戶熱值儀檢測出的混合煤氣熱值,以及混合煤氣中焦?fàn)t煤氣、高爐煤氣體積流量的比例,求出混合煤氣標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)密度。
式中,Iv焦混合煤氣流量中焦?fàn)t煤氣所占體積比例;Iv高為混合煤氣流量中高爐煤氣所占體積比例:Q混合熱值為熱值儀檢測出的混合煤氣熱值;Q高爐熱值為高爐煤氣熱值:Q焦?fàn)t熱值為焦?fàn)t煤氣熱值(MJ/m3)。由上述兩式可得：
將式(2)或式(4)中的任一計算結(jié)果代入式(1)即可完成流量計量的密度變化補償工作。
3、壓力、溫度、密度綜合補償
對因工作壓力、溫度變化和標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)密度變化而引起的計量誤差進(jìn)行補償,可使用如下補償公式：
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