高炉煤气计量中均速管流量计的应用分析

　　重庆钢铁集团公司高炉煤气、焦炉煤气的测量大多采用圆缺孔板。由于工艺的改进, 高炉煤气的工作状况有了较大变化, 介质温度由过去的35℃变为130℃,流量也大幅度增加, 造成阻损过大而不能满足生产工艺的要求。

　　为了减少压力损失, 我公司选用了北京某公司生产的FJP系列测速管流量计。经过一年多的使用, 发现该套系统性能稳定, 并且由于测速管流量计的永久压力损失约为孔板的1/50, 采用该套系统后永久压力损失降低了2kPa。该测速管流量计由FJPE型流速测管和FJPC型测管流量计算机构成(如图1所示)。FJPE型流速测管是FJP系列测管式流量计的传感部分, 它将管道中某点的流体流速转变成一个对应的差压信号; 独有的马蹄形切口结构使测头具有测量压力损失小, 污物不易堵塞的特点; 通过测管上的吹扫接头, 使用中一旦发生堵塞, 可以方便地使用其他气体在线清扫, 以解决现场使用中的堵塞问题。

　　一、测量原理

　　FJPE型流速测管是依据动压转变静压原理工作的。测头迎流面的测孔测出流体的总压, 其背流面的测孔测出流体的静压。根据伯努利方程可得测量头处流速与差压的关系:

　　式中: V———测量头处流速, m/s; ρ———被测介质密度 , kg/m3; ΔP———FJPE 型 流 速 测 管 测 出 的 差 压 , Pa;Kv———FJPE测管仪表系数。

　　流量计算机接入3支测速管输出的差压信号, 被校阻流件输出的差压信号以及温度、压力信号, 流量计算机根据以上参数计算出实际流量值:

　　式中: Q———体积流量, m3/h; α———流速分布系数;β———阻塞系数; γ———截面修正系数; A———管道公称截面积, m2; V———测量头处流速, m/s。

　　测量头插入管道中特定位置, 测量该处局部流速,然后根据管道内流速分布和传感器的几何尺寸等推算管道内的流量。为求出平均流速, 应该测量管路截面的各点流速, 并求出平均值。

　　用各点流速的平均值表示的平均流速为:

　　式中: k1~kn为各点流速系数。

　　仪表测出的各点差压ΔPn与流速Vn的关系为:

　　显然, 式(6) 括号中的差压根值的平均值与差压平均值的根值是不一样的。因而用测得的式( 5) 差压平均值代替差压根值的平均值算出的平均流量值与实际值不会相符。其平均流速并不是求各个测量点流速的算术平均值, 而是应按式(6) 计算“流速”, 并乘以“具有该流速的截面积”, 求出此乘积对管路总截面积的积分, 再用管路的总截面积除此积分而得到平均流速。该测速管流量计还可把被测流体的温度、压力送入流量计算机进行适时补正。