浅谈管道内壁积污对人工煤气流量测量的影响

　　管道人工焦炉煤气的贸易计量常常使用差压式孔板流量计，焦炉煤气流量计量过程中，计量对象的特点一般来说是管道直径大、压力低、流速慢。孔板流量计一般选配微差压变送器，在煤气压力为 3500Pa时，正常的差压在 100Pa 至 1000Pa 之间变化，流量计的差压信号较小。由于煤气中含有焦油、萘、硫、氨水、灰尘等多种杂质，孔板在使用一定时间必须清洗或用蒸汽吹扫，否则孔板上、下游端面、上游侧直角入口边缘将受到污染，仪表导压管也会不畅通或堵塞，影响系统测量准确度。

　　1 管道内壁积污的两种情况

　　针对焦炉煤气较脏，孔板及计量管道容易被污染的情况，我们以一套公称直径为 900mm 的孔板流量测量系统为试验对象进行研究，通过 1 年左右的统计数据观察分析，发现煤气中的焦油和粉尘在标准孔板表面及管道内壁的沉积可分两种情况:

　　第一种情况是在煤气生产过程中粉尘经彻底洗涤、过滤，变成较清洁的测量对象，孔板端面和管道内壁只薄薄地结了一层焦油，管道内壁上的一层焦油虽然可能达到 3mm 左右厚度，但因现用的煤气计量管道公称直径为 900mm，焦油积污表面光滑，因此对测量结果的影响也很微小。

　　第二种情况是煤气生产过程中粉尘未经彻底洗涤含有较多粉尘，在管道内壁结了一层厚度达数厘米的“沥青砂”。对于这种情况，对流量测量结果影响较大，因为此时直径比 β 和管道雷诺数 ReD会有较明显的变化，导致流出系数 C 实际发生变化，从而引起流量系数相应变化，但是其变化趋势则与管道上游和下游的积污情况有关。

　　2 关于流量系数的影响

　　根据现行国标 GB/T 2624—2006 质量流量公式[1]:

　　按 GB/T 2624—2006 设计的 DN900 标准孔板，β为 0. 6432546，在 雷 诺 数 ReD为 529165 时，根 据( Reader-Harris/Gallagher) 流出系数计算公式:

　　对于角接取压法: L1= L'2= 0; 计算结果为: C =0. 614887当管道内壁结了一层 30mm 厚的沉积物后，直径比 β 增大为 0. 688095，假定雷诺数 ReD仍为 529165，按相同的公式计算结果为: C =0. 616839。

　　将 C 值分别代入式 ( 2) 计算流量系数，结污前流量系数为 0. 674973; 结污后流量系数为 0. 700311;流量系数变化率为 δ = 3. 75%，由此引起的流量示值变化为 3. 75%。

　　以上是其他条件不发生变化时，对管道内壁结污厚度达 30mm 引起流量系数偏差的理论计算，但是并不能以此说明管道内壁结污后就一定造成实际流量值增大，因为还有雷诺数 ReD、压力差 Δp 等其他影响因素。