蒸汽质量超声流量计的应用

    Shell煤气化作为一种洁净、高效的煤气化技术被广泛 应 用。该 技 术 中 的 关 键 设 备—汽 包（Ｖ－１３０４）分为大室和小室，两室之间上部隔断，下部连通，如图１所示。两室顶端连通并需设置一台流量计，该流量计即起到平衡阀的作用，又可以准确地测量两室之间蒸汽的体积流量，该流量是控制汽化炉内温度的重要参数。因此，选择一款恰当的流量 计，对于整个煤气化过程至关重要。 

    此处工艺介质为高温、高压饱和蒸汽，工艺参数：操作温度272.2℃，操作表压为5.6MPａ，最大流量10.3ｔ／ｈ，正常流量3.6ｔ／ｈ，最小流量720ｋｇ／ｈ，密度29.1ｋｇ／ｍ³，管径DN100mm。工艺过程决定了所选用的流量计应具有双向流量测量功能，变送器要有三输出功能。由于该流量计的安装高度较高，也应考虑其维护的方便性。

    综上所述，选择一种低维护、压损低、精度高、范围度宽、双向流量测量的蒸汽流量计成为关键，因而选择三声道蒸汽质量超声波流量计作为此处的测量仪表^［1-3］。

    1  测量原理

    (U E的(US868蒸汽质量超声波流量计采用BWT(The Bundle Waveguide Technology)技术的探头，并使用受专利保护的句_相关时差技术(Correlation Transit=rime TM)，可提供精确、无漂移的超声流量测量，对蒸汽流动无阻碍。

    互相关时差法超声波流量计工作原理^[4-8]如图2所示。2台小型传感器被安装于管线或管道上，一台位于另一台的上游，传感器发射和接收穿过蒸汽的超声信号。流量计测量顺流和逆流的超声波传播时间差，并做数字信号处理和句_相关测定，计算流体的流速和体积流量，还可以利用输入的温度和压力值，以及内置的蒸汽对照表，计算蒸汽质量流量。

    图２中，顺流换能器和逆流换能器分别安装在流体管线的两侧并相距一定距离，管线的内径为Ｄ，超声波传播的路径长度为Ｌ，超声波顺流传播距离Ｌ的时间为Ｔｄ，逆流传播距离Ｌ的时间为Ｔｕ，超声波的传播方向与流体的流动方向夹角为α。Ｔｄ和Ｔｕ可用式（１）表示：

    以上测得的是体积流量，在引入流体的温度、压力、相对分子质量等测量值进行补偿运算后就可以得到精度比较高的质量流量。

    ２  性能特点

    ２．１无压力降与低维护

    蒸汽体积流量测量通常都产生永久性的压力降，并且测量范围有限。ＧＳ８６８蒸汽质量超声波流量计不和流体接触，不会引起任何压力降，它和孔板流量计、涡街流量计的永久压损的对比见表１所列。该流量计没有会造成积聚和污染的部件，也无被磨损的可动部件，因而无需润滑，也无需或极少需要维护^［9］。