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淺析正確選擇一氧化碳?xì)怏w流量計(jì)的策略
點(diǎn)擊次數(shù)：1609 發(fā)布時(shí)間：2020-11-06 08:41:39
由于凈化和冷卻的原因使焦?fàn)t煤氣產(chǎn)生很多的雜質(zhì)，然而水煤氣和高爐煤氣用來加熱焦?fàn)t時(shí)也同樣會產(chǎn)生很多的雜質(zhì)。所以困擾焦化企業(yè)發(fā)展的難點(diǎn)就在于要找到適合企業(yè)發(fā)展的各類一氧化碳?xì)怏w流量計(jì)。自動化管理水平在不斷的提高，現(xiàn)代化生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展也在不斷地提升，因此在測量氣體流量時(shí)企業(yè)的要求也變的越來越高，需求也在不斷地增加，由于現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)手段、傳感器技術(shù)和電子技術(shù)的發(fā)展在不斷地提升水平，所以社會上出現(xiàn)了越來越多的流量測量儀表，而且*重要的話題就是怎么樣選擇合理的流量測量儀表。
1測量流體流量的基本原理與分類
1.1基本原理
流體的流量就是指每一個(gè)截面在單位時(shí)間內(nèi)都會有流體量經(jīng)通道流過去。表示流量的兩種方法有：
①質(zhì)量流量。質(zhì)量流量就是指每一個(gè)截面在單位時(shí)間內(nèi)都有流體質(zhì)量經(jīng)通道流過去，即：
Q=dm/dt=PwAkg/s
②體積流量。體積流量就是指每一個(gè)截面在單位時(shí)間內(nèi)都有流體體積經(jīng)通道流過去，即：
Qv=dv/dt=wAmr3/s
在這兩個(gè)公式里，管道橫截面積mz，用A表示：管內(nèi)流體平均速度m/s，用W表示；流體質(zhì)量kg，用m表示；流體密度kg/m。，用p表示；質(zhì)量流量kg/s用Q表示；
時(shí)間S，用t表示：流體體積m。，用V表示；體積流量m3/s，用Q表示。這兩者之間的計(jì)算公式是：
Q=PQv
1.2流體流量儀表的分類
如圖1所示，容積式、速度式、差壓式是劃分流體流量儀表的三大類。
2.一氧化碳?xì)怏w流量計(jì)量的幾種儀表的比較
2.1孔板流量計(jì)
在目前焦化廠中所使用的差壓式一氧化碳?xì)怏w流量計(jì)*多的一種方式就是孔板一氧化碳?xì)怏w流量計(jì)，它所遵循的原理是流體流動的節(jié)流，流量的測量是利用裝置在流經(jīng)節(jié)流的過程中，流體產(chǎn)生時(shí)就會有壓力差出現(xiàn)從而就實(shí)現(xiàn)了測量的效果?？装暹m用性廣，結(jié)構(gòu)簡單，并且非常的標(biāo)準(zhǔn)化而且歷史十分的悠久。設(shè)計(jì)參數(shù)的孔板光潔度、安裝條件、合理性、氣體的凈化程度和磨損直接影Ⅱ向到它的測量精度。經(jīng)過長期的使用，其經(jīng)驗(yàn)告訴我們必須要對煤氣壓力的下限值進(jìn)行規(guī)定，避免回火的情況發(fā)生，因?yàn)樗邢喈?dāng)大的壓損，還要對此進(jìn)行定期的清理和打掃。
2.2內(nèi)藏式雙文丘里管
如圖2所示就是內(nèi)藏式雙文丘里管的設(shè)計(jì)圖，該設(shè)備*次使用于計(jì)量濟(jì)鋼焦化廠的煤氣加熱，它是*近才開發(fā)的，由ABG儀表集團(tuán)有限公司設(shè)計(jì)完成。
在整個(gè)管里，內(nèi)文丘里管是一次核心的傳感元件，而外文丘里管的作用是誘導(dǎo)整流。當(dāng)環(huán)錐流道是由外文丘里管的內(nèi)壁和內(nèi)文丘里管的外壁形成的，流體經(jīng)流此處時(shí)，就會出現(xiàn)靜壓降低、流速加快、流通面積變小的現(xiàn)象，所以差壓就會在內(nèi)文丘里管的進(jìn)出由處產(chǎn)生，因此壓差就會變大，因?yàn)樵黾恿藘?nèi)文丘里管內(nèi)的流體流速。在流體力學(xué)中此現(xiàn)象與內(nèi)流有相似的準(zhǔn)則，所產(chǎn)生的壓差也是一種函數(shù)現(xiàn)象，它是管道內(nèi)氣體的流向，所以管內(nèi)的流量可以用壓差值來進(jìn)行測量。
清掃維修和安裝方便，有很寬的量程范圍，穩(wěn)定的性能，高精度測量，損失小，是標(biāo)準(zhǔn)孔板的3％，這些性能是在相同的條件下此流量計(jì)的*主要的特點(diǎn)，管道上的直線段不需要預(yù)設(shè)是它的另一個(gè)十分重要的特點(diǎn)，通常就對直線段的1.25D進(jìn)行預(yù)設(shè)就可以了。所以此安裝方法十分適合煤氣加熱焦?fàn)t的使用。
2.3威力巴流量計(jì)
威力巴式一氧化碳?xì)怏w流量計(jì)的截面形狀相似，而它的雙腔結(jié)構(gòu)探頭是用不銹鋼所制成的單片雙腔結(jié)構(gòu)的31b探頭，屬差壓式，它的面積在整個(gè)剖面上的分布都是一個(gè)管道的速度流體的取壓孔分布，圖3是它的基本圖。通過圖3可以分析得出，低壓平均信號的讀取與探頭和流體的分離點(diǎn)有很大的關(guān)系，這直接影響到了壓力的靜壓產(chǎn)生，也就出現(xiàn)了壓差△P，然而高壓的平均信號也是取壓孔的流體的一項(xiàng)十分重要的一點(diǎn)要求，即：
△P=P1+1/2(^)P—P2=1/2c1)P(5)
在此公式里，P和P它們所代表的是低壓商和高壓端的靜壓，Pa，因?yàn)樗鼈兪窍嗤模涣黧w的流速，m/s用W表示：低壓端與高壓端壓差用△P表示。
并且V=wA(6)
所以△P=1/2PV2/A
流量和差壓在節(jié)流裝置的管道里是會發(fā)生正比的平方關(guān)系。這也是因?yàn)橥Π土髁坑?jì)有方便的清洗、安裝條件，測量流量范圍寬，高精度。此流量計(jì)具有防堵的功能，但是對于焦油類的流體不好清理，只適用于清潔的流體，因?yàn)樗目讖椒浅５男?，對于直管的安裝有很大的要求，并且直接影響到靜壓值的湍流過程。
2.4熱式氣體質(zhì)量流量計(jì)
傳感元件(TA)是較短的介質(zhì)溫度(TA)，加熱元件是較長的(Ts)，并且由鉑熱電阻傳感元件共兩根組成了熱式氣體質(zhì)量流量計(jì)，這是一個(gè)新開發(fā)的高科技項(xiàng)目。為了使Ts—TA溫差一樣，就要對它的流體密度和速度以及它的熱量進(jìn)行正比的運(yùn)算，并且由熱量通過元件全部帶走，這樣就形成了更多的功率電路加熱元件，流體的質(zhì)量流量和電路中所輸出的功率有很大的關(guān)系，這些直接影響到了電路的流體質(zhì)量和功率的大小，而在價(jià)格方面也非常的高。在濟(jì)鋼焦?fàn)t中這幾項(xiàng)均有使用和試驗(yàn)，效果十分好。
① 受到安裝條件和煤氣的限制，使焦化廠的煤氣能夠更加安全更全面的適用于焦化廠生產(chǎn)內(nèi)藏式雙文丘里管還需要進(jìn)一步的進(jìn)行改進(jìn)和測量，這些都是經(jīng)試驗(yàn)證明和試用所得。②計(jì)算機(jī)技術(shù)、儀表行業(yè)和自動化行業(yè)的發(fā)展非常的迅速，所以儀表的分析與分類就證明了流體計(jì)量儀表的快速發(fā)展。
1測量流體流量的基本原理與分類
1.1基本原理
流體的流量就是指每一個(gè)截面在單位時(shí)間內(nèi)都會有流體量經(jīng)通道流過去。表示流量的兩種方法有：
①質(zhì)量流量。質(zhì)量流量就是指每一個(gè)截面在單位時(shí)間內(nèi)都有流體質(zhì)量經(jīng)通道流過去，即：
Q=dm/dt=PwAkg/s
②體積流量。體積流量就是指每一個(gè)截面在單位時(shí)間內(nèi)都有流體體積經(jīng)通道流過去，即：
Qv=dv/dt=wAmr3/s
在這兩個(gè)公式里，管道橫截面積mz，用A表示：管內(nèi)流體平均速度m/s，用W表示；流體質(zhì)量kg，用m表示；流體密度kg/m。，用p表示；質(zhì)量流量kg/s用Q表示；
時(shí)間S，用t表示：流體體積m。，用V表示；體積流量m3/s，用Q表示。這兩者之間的計(jì)算公式是：
Q=PQv
1.2流體流量儀表的分類
如圖1所示，容積式、速度式、差壓式是劃分流體流量儀表的三大類。
2.一氧化碳?xì)怏w流量計(jì)量的幾種儀表的比較
2.1孔板流量計(jì)
在目前焦化廠中所使用的差壓式一氧化碳?xì)怏w流量計(jì)*多的一種方式就是孔板一氧化碳?xì)怏w流量計(jì)，它所遵循的原理是流體流動的節(jié)流，流量的測量是利用裝置在流經(jīng)節(jié)流的過程中，流體產(chǎn)生時(shí)就會有壓力差出現(xiàn)從而就實(shí)現(xiàn)了測量的效果?？装暹m用性廣，結(jié)構(gòu)簡單，并且非常的標(biāo)準(zhǔn)化而且歷史十分的悠久。設(shè)計(jì)參數(shù)的孔板光潔度、安裝條件、合理性、氣體的凈化程度和磨損直接影Ⅱ向到它的測量精度。經(jīng)過長期的使用，其經(jīng)驗(yàn)告訴我們必須要對煤氣壓力的下限值進(jìn)行規(guī)定，避免回火的情況發(fā)生，因?yàn)樗邢喈?dāng)大的壓損，還要對此進(jìn)行定期的清理和打掃。
2.2內(nèi)藏式雙文丘里管
如圖2所示就是內(nèi)藏式雙文丘里管的設(shè)計(jì)圖，該設(shè)備*次使用于計(jì)量濟(jì)鋼焦化廠的煤氣加熱，它是*近才開發(fā)的，由ABG儀表集團(tuán)有限公司設(shè)計(jì)完成。
在整個(gè)管里，內(nèi)文丘里管是一次核心的傳感元件，而外文丘里管的作用是誘導(dǎo)整流。當(dāng)環(huán)錐流道是由外文丘里管的內(nèi)壁和內(nèi)文丘里管的外壁形成的，流體經(jīng)流此處時(shí)，就會出現(xiàn)靜壓降低、流速加快、流通面積變小的現(xiàn)象，所以差壓就會在內(nèi)文丘里管的進(jìn)出由處產(chǎn)生，因此壓差就會變大，因?yàn)樵黾恿藘?nèi)文丘里管內(nèi)的流體流速。在流體力學(xué)中此現(xiàn)象與內(nèi)流有相似的準(zhǔn)則，所產(chǎn)生的壓差也是一種函數(shù)現(xiàn)象，它是管道內(nèi)氣體的流向，所以管內(nèi)的流量可以用壓差值來進(jìn)行測量。
清掃維修和安裝方便，有很寬的量程范圍，穩(wěn)定的性能，高精度測量，損失小，是標(biāo)準(zhǔn)孔板的3％，這些性能是在相同的條件下此流量計(jì)的*主要的特點(diǎn)，管道上的直線段不需要預(yù)設(shè)是它的另一個(gè)十分重要的特點(diǎn)，通常就對直線段的1.25D進(jìn)行預(yù)設(shè)就可以了。所以此安裝方法十分適合煤氣加熱焦?fàn)t的使用。
2.3威力巴流量計(jì)
威力巴式一氧化碳?xì)怏w流量計(jì)的截面形狀相似，而它的雙腔結(jié)構(gòu)探頭是用不銹鋼所制成的單片雙腔結(jié)構(gòu)的31b探頭，屬差壓式，它的面積在整個(gè)剖面上的分布都是一個(gè)管道的速度流體的取壓孔分布，圖3是它的基本圖。通過圖3可以分析得出，低壓平均信號的讀取與探頭和流體的分離點(diǎn)有很大的關(guān)系，這直接影響到了壓力的靜壓產(chǎn)生，也就出現(xiàn)了壓差△P，然而高壓的平均信號也是取壓孔的流體的一項(xiàng)十分重要的一點(diǎn)要求，即：
△P=P1+1/2(^)P—P2=1/2c1)P(5)
在此公式里，P和P它們所代表的是低壓商和高壓端的靜壓，Pa，因?yàn)樗鼈兪窍嗤模涣黧w的流速，m/s用W表示：低壓端與高壓端壓差用△P表示。
并且V=wA(6)
所以△P=1/2PV2/A
流量和差壓在節(jié)流裝置的管道里是會發(fā)生正比的平方關(guān)系。這也是因?yàn)橥Π土髁坑?jì)有方便的清洗、安裝條件，測量流量范圍寬，高精度。此流量計(jì)具有防堵的功能，但是對于焦油類的流體不好清理，只適用于清潔的流體，因?yàn)樗目讖椒浅５男?，對于直管的安裝有很大的要求，并且直接影響到靜壓值的湍流過程。
2.4熱式氣體質(zhì)量流量計(jì)
傳感元件(TA)是較短的介質(zhì)溫度(TA)，加熱元件是較長的(Ts)，并且由鉑熱電阻傳感元件共兩根組成了熱式氣體質(zhì)量流量計(jì)，這是一個(gè)新開發(fā)的高科技項(xiàng)目。為了使Ts—TA溫差一樣，就要對它的流體密度和速度以及它的熱量進(jìn)行正比的運(yùn)算，并且由熱量通過元件全部帶走，這樣就形成了更多的功率電路加熱元件，流體的質(zhì)量流量和電路中所輸出的功率有很大的關(guān)系，這些直接影響到了電路的流體質(zhì)量和功率的大小，而在價(jià)格方面也非常的高。在濟(jì)鋼焦?fàn)t中這幾項(xiàng)均有使用和試驗(yàn)，效果十分好。
① 受到安裝條件和煤氣的限制，使焦化廠的煤氣能夠更加安全更全面的適用于焦化廠生產(chǎn)內(nèi)藏式雙文丘里管還需要進(jìn)一步的進(jìn)行改進(jìn)和測量，這些都是經(jīng)試驗(yàn)證明和試用所得。②計(jì)算機(jī)技術(shù)、儀表行業(yè)和自動化行業(yè)的發(fā)展非常的迅速，所以儀表的分析與分類就證明了流體計(jì)量儀表的快速發(fā)展。