基于WZ-2188超声波流量计煤气流量检测及其补偿中的应用

　　0 引 言

　　目前，石灰窑使用的加热燃料主要是煤气，包括高炉煤气、转炉煤气、焦炉煤气、电石尾气(煤气)发生炉煤气等都是石灰窑的最好燃料。因此，煤气流量的监测与控制对于保证石灰生产过程的煅烧温度、提高活性石灰的质量、改善冶炼条件、提高钢水质量，同时充分利用二次能源等方面具有重要现实意义。目前，国内外大部分石灰窑使用差压式流量计对煤气进行测量，因为大部分石灰窑使用单一煤气,成份稳定,密度相对一定，差压式流量计基本能满足测量要求。但若煅烧石灰时采用的是混合煤气, 由于工艺条件发生变化或其它原因, 将会导致混合煤气的混合比随时改变。以高炉、焦炉、转炉混合煤气, 由于气体的密度、动力学粘度等热力学性质不尽相同, 因而造成混合煤气的密度等热力学参数也在不断发生变化, 作为一套已设计定型的节流装置来说，其设计压力、温度、刻度流量、介质密度、动力粘度等参数是固定不变的，因此，混合比变化使混合煤气组分发生变化而导致介质参数发生变化,将会导致测量数据出现很大偏差, 从而给煅烧供热调节带来一定的影响,使石灰工序能耗增加,石灰质量不稳定。为使在煅烧过程中实际供热与理论要求一致, 煤气的流量测量一定要与实际相符。本项目通过对原有煤气流量计量系统进行部分设备和技术改造, 实时分析计算供热系统中的混合煤气密度变化值。并通过相应的补偿方法，在线推算出准确的煤气流量, 从而在煅烧过程中能保证石灰生产中煤气流量精确控制, 以达到最佳的工艺要求。同时解决了使用不同煤气而带来的流量测量的不准确的变密度气体的流量测量问题, 对于不定成份气体流量测量亦具有重要意义。1998 年在宝钢梅山钢铁公司从德国引进套筒窑并第一个建成投产,随后是首钢、马钢、济钢等[1,2,3,4]。

　　梅山钢铁公司生产活性石灰的套筒式石灰窑，分上下两层，共有1 2 个燃烧室。其供气系统如图1 所示。套筒窑的操作主要是控制循环气体温度，即通过控制循环气体的温度来调节煅烧状况进而保证石灰质量。由于煅烧石灰燃料采用的是混合煤气，由于工艺条件变化或其它原因，其混合比随时会发生变化，密度也会随之变化，密度的变化直接影响流量的变化。若仍按原先设定的定值进行流量计算，必然导致测量值与实际值之间的误差，从而导致石灰工序能耗增加，石灰质量不稳定。因此管道燃气的流量精确的检测，实现测量与设定值之间的实时补偿就显得非常的重要。而对套筒式石灰窑混合煤气流量进行补偿在国内尚属首例。

　　为保证煅烧石灰最佳的工艺要求，本文以梅山钢厂石灰窑为基础，提出了在供气总管道采用WZ-2188 超声波流量计和孔板流量计双重检测煤气流量，保证管道燃气流量的精确测量，实现对12 支分管进行流量检测、在线补偿的新方法。考虑到温度、压力对流量的一定影响，提出了综合补偿公式，较好地解决了单用孔板流量计测量煤气流量所存在的不足[5,6]。