测管流量计在高炉煤气测量中的应用

　　攀钢2#高炉上代炉龄的热风炉为3座内燃式热风炉,全年平均最高风温≤1100℃。由于2#高炉位于1#高炉和3#高炉之间,区域狭窄且无法扩大,不可能以增加热风炉或采用外燃式热风炉等增加占地面积的措施来提高风温,因此,为了提高高炉送风温度,本代炉龄设计时选用了较先进的顶燃式热风炉,设计平均风温可达1200℃。由此给测量热风炉烧炉用的高炉煤气流量带来了三大难题:

　　(1)由于管道的变更,弯头和阀门的增加,导致安装节流装置的前后直管段长度不足5D。

　　(2)由于系统中管道和阀门较多,经管道专业计算,节流装置的压损必须≤400Pa。

　　(3)攀钢高炉冶炼的是钒钛磁铁矿,由于原料的特殊性,导致高炉煤气中高炉灰的粘结性很强,以往经验说明几乎所有的插入式流量计等小孔径取压口都会因为严重堵塞而无法正常测量。

　　如何保证在直管段长度不够的情况下使测量方法既满足计量标准,又要最大限度地减少压损,同时又要考虑到取压孔不容易堵塞且方便在不停被测介质的情况下进行清洗等维护工作,这些都是我们自始至终必须考虑的问题。

　　1　流量计量仪表的选型

　　1·1　工艺参数

　　管径: DN1420×10 (mm)气体的组份(% ): CO: 25·5, CO2: 17·4, N2:55·6, O2: 0·3, H2: 2最大流量140km3/h,常用流量: 130km3/h,最小流量40km3/h直管段长度: 5D允许压损: 400Pa

　　1·2　初步选型

　　从工艺参数看,管道内径为1400mm,已经超出标准节流件的允许范围(标准节流件中,具有粗焊铁板收缩段的经典文丘里管是允许管径最大的,D≤1200mm),对于非标节流件或其它差压式仪表,必须进行实流标定以确定其流量系数,目前国内还没有这么大的校验系统,超声波流量计由于价格昂贵,且在攀钢的煤气测量中均不是很成功,不宜选用,所以可供选择的流量仪表是插入式流量计。

　　插入式流量计根据测头的测量原理可分为点流速型仪表及径流速型仪表,均速管就是典型的径流速型仪表,均速管同样存在标定困难的问题,同时,由于它有多个全压孔,当孔阻塞时,要在线把各个孔都疏通是不可能的。点流速型仪表主要有插入式涡街、插入式涡轮、内藏文丘里及基于皮托管原理的测管流量计等。点流速型插入式流量计的测头常数可在风洞中试验得到,通过测量得到管道某一点的流速,换算成管道的平均流速,将平均流速速与管道截面积相乘得到流量,可以说它是不受管径限制的[1]。

　　由于测量的流体中含有大量粘结性强的粉尘,任何仪表都无法在此条件下长期工作,所以必须选择易于清扫的仪表。插入式涡轮及插入式涡街必须取出到管外进行清扫,涡轮的清扫更为困难一些。内藏文丘里由于结构复杂,更易阻塞,在线清扫也困难,而测管式流量计结构简单,可在不断流条件下安装,设计有在线吹扫装置,可在线通入蒸汽或高压氮气吹扫,不影响正常生产。所以,在插入式流量计中,测管式流量计具有一定的优势。