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热导式質量流量計在煤气流量计量中的应用

作者:江蘇MG娱乐 自動化儀表有限公司
目前我国煤气流量计量绝大多数采用孔板节流装置,也有一小部分使用渦街流量計。但上述测量装置存在工况不稳定,流量变化大,能源损耗大,安装检修运输不便等问题。MG娱乐采用热导式質量流量計直接测量煤气的质量流量,无须进行温压补偿,稳定可靠。并且热导式質量流量計结构简单,不存在堵塞问题,加之较大的测量范团和宽量程比,很好地解决了传统流量计在煤气流量测量中的不足。
 
一、热导式質量流量計的測原理
热导式質量流量計的探头(传感器部分)由两个温度检测元件即热敏电阻RTD1、RTD2和一个紧靠在RTD2的恒热源 Heater构成,如图1所示:

图1   热导式質量流量計的探头
RTD1测量流体的温度T1,作为参比温度,RTD2测量恒热源Heaterl的温度T2。恒热源有一电流流过,且T2>T1,△T=T1-T2。因为RTD1和RTD2同在流体中,流体流过时,由于分子的碰撞作用,分子将带走 Heaterf的热量,使T2下降,而T1不变。若要使ΔT保持不变,就应提高恒热源的电流I。为此建立了恒熱源加熱電流I(下面公式轉換爲流量計輸出電流)和流體質量流速之間的函數關系:V=f(I);Q=V-S=f(I)·S;其中:V一質量流速(m/h);Q一質量流量(mh);I一輸出電流(mA);S一管道截面(m²)。根據上述公式,目前生産廠均有不同的函數表達式,現給出一種表達式僅供參考:
V=Ke
其中K,a,b均爲常數,由此可見,該流量計在測量流體的質量時,測量結果與流體的溫度、壓力無關。
 
二、热导式質量流量計的結構
該流量計采用一體化的設計方式,安裝方式有插入式和法蘭式,傳感器和變送器合二爲一,直接輸出(4-20)mA信號,可與顯示儀表或DCS相聯接,可顯示瞬時流量和累積流量。在煤氣測量過程中,流量計探頭不可避免地會粘上焦油和粉塵,但由于重力和流體流動的影響,髒汙不會粘積厚,因此對熱量的傳導影響很小,所以只要將流量計的響應時間調到10秒即可。
 
三、热导式質量流量計的主要性能指标
測量範圍:(0.025-304)m/s
溫度:(-50-26O)℃;
壓力:至70MPa;
量程比:100:1;
准確度:±1%;
輸出;(4-20)mA
 
四、應用中的幾點體會
濟鋼現有焦爐4座,年産焦碳104萬噸。1999年4月在供煉鋼的焦爐煤氣管道上安裝了一套熱導式流量計,後又在供寬厚板廠的混合煤氣(焦爐與高爐煤氣)管道上安裝了套,經過近一年的使用,有以下幾點體會:
1.該流量計用于測量單一煤氣流量沒有任何問題,用于測量混合煤氣,若混合比有波動,流量值波動就較大。由于該流量計出廠前廠家根據用戶提供的參數已輸入到表頭內,因此測單一煤氣也不允許互換。例如購買測焦爐煤氣的流量計不可再用于測高爐煤氣。
2.該流量計測量原理是靠被測介質帶走熱量折算成流量,當管道內不輸送所測介質時,空氣仍會帶走部分熱量,導致低限出現假流量,4mA時約有10%滿量程標尺流量,此時可采用小信號切除。
3.該流量計可采用帶煤氣不斷流施工安裝。首先在煤氣管道外部焊接球閥底座,其次用手動開孔機開孔,然後擰上球閥,根據需要可隨時插入或拔出流量計,全過程僅用(1-2)小時,簡單、安全、方便。
 
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