超声波流量计替代阿牛巴流量计测量煤气流量的探讨

　　我公司氧化铝的焙烧使用煤气为燃料，在实际生产中，煤气流量作为一个很重要的参数，它的精确度不仅直接影响着产品品质、控制方案的实施，而且是进行市场动作、成本核算的重要依据。煤气流量的测量有多种仪表可供选择，但由于实际工况以及测量介质特性的原因，理论上的精度在实际应用中有时无法实现，还带来一些生产维护的困难。

　　1问题的提出

　　我厂四号焙烧炉使用的煤气为焦炉煤气，焦炉煤气具有很高的热值，可以为氧化铝的焙烧提供足够的热能，但我厂所使用的焦炉煤气也有着焦油含量高、水分含量高的特点。对煤气流量的计量一直以来都使用阿牛巴流量计，长时间运行后，阿牛巴取压孔容易堵塞，致使测量数据不准，影响工艺指标的控制。在焙烧炉使用煤气并且需要计量流量的燃烧站有两台，分别是干燥热发生器和主燃烧器，其中干燥热发生器的煤气流量较小，流量参数用于干燥物料温度的调节，并且干燥热发生器不是长周期运行的，流量计便于维护清理，但主燃烧器上的流量计如果故障出现过多，则会给稳产、高产造成极大的影响。在焙烧炉每次周期检修，清理煤气流量计成了一项必不可少的工作，甚至很多次在正常生产中由于煤气流量偏差过大而不得不停车清理检修。焙烧炉的煤气计量需要一种能够长周期运行、精确可靠的测量装置，经过反复研究论证，决定加装超声波流量计以对比阿牛巴流量计进行主燃烧站的煤气测量。

　　2超声波流t计的原理及特点

　　目前应用较多的超声波流量计一般分为两种，即时差式超声波流量计和多普勒超声波流量计。多普勒型是用相位差法测量流速，即某一已知频率的声波在流体中传播，由于流体运动的影响，导致超声波在两换能器之间的频率或相位发生变化，通过测量这一相对变化就可获得流体的流速;时差型是利用时间差来测量流速，即某一速度的声波由于流体速度的影响从而在两换能器之间的传播时间发生变化，通过测量这一相对变化就可求得流体流速。我们使用的WZ系统超声波流量计采用时差式测量方法，其测量原理如图1所示。

　　管道两侧安装一对超声波换能器，两个换能器之间的距离为超声波的传播声程。超声波在两个换能器之间的顺流传播时间t;和逆流传播时间t:分别为

　　由(5)式可以看出，流体流速u与时间差△t有关，测得时间差即可计算出流速，在管径已知的前提下从而得到流体的流量。超声波流量计是近十几年来随着集成电路技术迅速发展才开始应用的一种非接触式仪表，适于测量不易接触和观察的流体以及大管径流量。使用超声波流量计不用在流体中安装测量元件，所以不会改变流体的流动状态，不产生附加阻力，仪表的安装及检修均可不影响生产管线运行，因而是一种理想的节能型流量计。另外，超声测量仪表的流量测量精确度几乎不受被测流体温度、压力、粘度、密度等参数的影响，故可解决其它类型仪表所难以测量的强腐蚀性、非导电性、放射性及易燃易爆介质的流量测量问题。