混合煤气系统流量测量问题的研究

　　1问题的提出

　　混合煤气系统是钢铁联合企业中应用极为普遍的能源供应系统，目前国内冶金企业中混合煤气的流量检测主要采用标准节流装置及配套仪表系统，然而该系统的显示值与实际值相差很大，导致计量数据的可用性、准确性极差。混合煤气系统的流量测量问题成为国内计量检测的一大难点。

　　2分析及解决方案

　　钢铁企业的混合煤气系统一般是由高炉煤气、焦炉煤气和转炉煤气等多组分混合而成，设计时假想混合比是一定的，但实际运行过程中常常是每时每刻都在变化之中，且混合煤气的温度及压力也在不断变化，往往与原设计条件不符，因而是一种多组分时变流体。对于一套按一定工艺条件设计的标准节流式流量测量系统而言，这些变化均将引人误差。

　　那么对于一套已设计加工成套的标准节流式流量测量系统，当混合煤气系统的混合比、工作温度、压力等实际工作状态与设计状态不符时，仪表显示值与理论真值之间究竟是何关系呢?下面我们分别讨论一下。

　　2.1关于混合比的影响分析

　　混合比的变化事实上就是混合气体组分的变化，表现为气体组分密度的变化。

　　对于在标准状态下相同体积流量(q。)的不同组分的混合气体A和B，其质量流量是不同的(即qmA笋qmB)，但它们在同一工作状态(相同的工作温度和工作压力)下的体积流量却是相同的。即

　　对于一套标准节流装置，根据气体流量的基本方程

　　其中q，为体积流量，扩/h;。为流量系数，无t纲;。为可膨胀性系数;夕为直径比，月二d/D;△p为差压，Pa;p为流体的密度，k扩m，;d为工作条件下节流件的节流孔或喉部直径，mm。

　　可知，流经A气体时

　　流经B气体时

　　对于为A气体设计的标准节流装t流经B气体时，测t系统检测的差压信号是无区别的，即

　　因此：

　　对于该测量系统，显示值为qvn(设计的标准状态体积流量)，实际值应为Q vn(实际的标准状态体积流t)，由(6)和气体状态方程可得

　　由此可知，对于因组分变化而导致的密度变化的气体而言

　　①当衬

　　②当衬>p时，显示值偏大。

　　③当衬=p时，显示值准确。

　　2.2关于沮压变化的影晌分析

　　对标态下同一体积流量的同种气体不管其工作温度、压力如何变化，其质量流量是不变的;而在不同的工作状态(p，T)下，其工态体积及其工态密度却是不同的。即

　　根据气体状态方程