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高炉煤气流量计|高炉煤气测量测管流量计|厂家选型|价格图片

时间:2017/07/31来源:未知

  本文主要先容了:高炉煤气流量计|高炉煤气测量测管流量计|厂家选型|价格图片,其中攀钢 2#高炉煤气总量测量存在三大难题, 即直管段长度不够, 系统允许压损小, 高炉煤气中粉尘容易对流量计造成结垢和堵塞。 文章通过利用测管流量计在风洞试验中得出的结论, 为在直管段长度不够的条件下选用流量计提供了科学依据;以及流量计采用了防堵塞、 防结垢的特殊设计, 且流量计本身基本无压力损失等特点, 解决了存在的三大难题。

  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***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***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, 这些都是大家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***大流量 140km3 /h, 常用流量:130km3 /h, ***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***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。
 除容积式仪表外 , 几乎所有其它类型流量计对直管段长度都有严格要求 , 否则将造成较大的测量误差 , 表前加装流动调整器是可行的办法。但安装流动调整器后, 将会增加压力损失 , 以 GB/T2624.2— 2006中先容的 K-LabNOVA流动调整器为例 , 其压力损失系数 K=2, 管道***大流速 v=25m/s, 而密度 ρ =1.13 kg/m3 , 则流动调整器的压力损失为
 
2 2  
Δω=Kρv=2 ×1.13 ×25 =706Pa
2 2  
显然加流动调整器, 压损已超过允许压损, 那么
如何解决直管段不够长的问题呢?
 
2、用试验方法确定对流量测量值的修正:
  点流速型仪表对流场的要求是充分发展的管流 , 管道中存在各种阻流件, 使流体发生畸变 , 影响测量的准确 , 按国际标准的要求, 在一个弯头条件下 , 将测头置于管道中心时 , 直管段长度应大于 25D (D: 管道直径 ), 其它条件下对直管段的要求远大于 25D[2] , 但实际的工业现场往往不能满足要求 , 这带来测量误可以达到 15%以上。用插入管道中心的测管测量流量, 其计算公式[ 2] 为 :
 
2 2Δp
q=Kεαβγ   D    
4 ρ
v    
 式中:K为测头常数, 在风洞标定得到;ε为可膨胀系数;α为流速分布系数, 根据有关标准提供的公式计算;β为阻塞系数, 插入管道部分对流通面积的影响系数 , 根据有关标准提供的公式计算;γ为干扰系数 , 考虑到现场直管段不够长等因素对流量测量的影响的修正系数, 标准提示用试验方法确定干扰系数的数值。
 测管的生产厂为确定干扰系数, 对一个弯头后 , 不同直管段长度, 流速从 3 ~ 30m/s进行试验 , 取得大量数据, 拟合成计算干扰系数的公式 , 固化在流量计算机中。
 流体在管道内的流动是很复杂的, 绝大部分是非充分发展管流, 了解了管道内流速分布 , 对流量的准确测量是很有意义的 , 标准提供了用皮托管测量非充分发展管流的速度面积法[ 3] , 测管的生产厂根据标准的要求在测量截面上布置多个测量点, 阻流件为一个弯头 , 直管段长度为 3D、 8D, 流速 3 ~ 25m/s范围内进行试验 , 在研究报告中 , 详细地先容了试验过程及部分数据处理结果[ 1] 。
3、实施过程:
  在 2#高炉 1400煤气管道 90°弯头后约 5600mm处, 安装一支 FJPE型测管流量计, 并配有压力变送器和铂电阻 , 将变送器信号接入 FC2000 -1A流量计算机。 由于现场直管段短, 不能满足 ISO3966 或ISO7145国际标准所规定的充分发展管流的条件, 因此流量计算机的补偿运算以 《采用 FJPE型测管在非充分发展管流的实验数据》 为依据, 根据现场具体条件进行必要调整[ 1] 。
  经对仪表运行数据长期观察 , 并多次组织各有关部门结合工艺条件分析运行数据, 从数月运行结果看, 仪表运行稳定与工艺参数相吻合。

4、防堵塞措施:
   在煤气测量中不论采用何种流量计, 堵塞和结垢的一直影响着仪表的正常使用 , 以均速管为例。由于均速管流量计测杆上各取压孔处的流速是不同的 (见图 1)[4] , 则各取压孔之间存在一定的压力差 , 造成各取压孔之间有介质流动 , 流动的介质中粉尘产生埋积, 形成堵塞。另外, 大多数工业煤气中含有水份,水以水蒸汽状态混合于煤气之中, 称为湿煤气 , 当湿煤气流入取压孔内 , 其中的水蒸汽接触取压管内壁冷凝成水, 并存积于取压管内 , 煤气中的脏污粉尘随冷凝水析出 , 在取压管内壁结垢;往往测杆下端测孔的堵塞较为严重 , 即使采用蒸汽或氮气吹扫, 也只能吹通测杆上端的取压孔, 而下端取压孔依然堵塞。攀钢冶炼的是钒钛磁铁矿, 由于其原料的特殊性 , 高炉煤气中的粉尘粘结性极强, 所产生的结垢、 堵塞很难清除。
图 1  均速管流量计测量脏污介质易发生堵塞示意图
图 1  均速管流量计测量脏污介质易发生堵塞示意图


针对测量煤气等脏污介质的特点 , 测管式流量计测头的设计, 汲取其它差压流量计的长处及经验, 在分析均速管式流量计取压孔容易堵塞机理的基础上,采用了独特的蹄形切口结构, 见图 2。测管式流量计的测头上一个全压取压孔 , 取压管内介质相对静止 , 取压孔内不易形成粉尘埋积。由于测头采用蹄形切口设计, 向下安装 , 湿煤气中的冷凝水随时滴入管道 , 冷凝水不会再存积于引压管内。另外 , 测管式流量计配有在线吹扫装置, 一旦发生堵塞可随时进行吹扫。这样较好解决了在测量煤气等脏污介质的堵塞、取压管内壁结垢等问题[ 4] 。
图 2  测管式流量计的测头结构图

5、厂家价格:
参考价 ¥ 500.00 ¥ 3200.00 ¥ 8000.00
起批量 ≥1     

5.1、规格参数:
加工定制 品牌 华云 型号 JTKDB
类型 差压式流量计 测量范围 0-60000(m3/h) 精度等级 1.5
公称通径 DN100-DN4000(mm) 适用介质 气体 工作压力 1.6(MPa)
工作温度 0-300(℃)    
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  德尔塔巴流量计是运用差压式的工作原理,插入式的安装方法,设计生成的一种流量传感器。取压方式是通过一直径约为20毫米的探头(或探针),探头前后有二排不均匀分布的、若干个8毫米的引压孔。通过该二排孔将管道从上到下(/从左到右)的不同压力(/流速)在孔内取平均,(因为管道两侧流速慢,中间快)构成了差压,进而可以计算出质量流量或体积流量。
 
  适用范围
 
  1、 公称压力:25mm≤DN≤6000mm
 
  2、 公称压力:PN≤25MPa
 
  3、 介质温度:t≤650℃
 
  4、 精度等级:0.2级,0.5级,1级,1.5级
 
  详细先容
 
  管道动力损失小(压损小):通常的均速管的压力损失比孔板要小得多,只有孔板的5~10%;另一方面,由于压损小,会带来差压小(高压与低压的压差),使得对选择差压变送器的要求提高,成本增加,否则会使变送器的输出精度下降,因为量程无法做到满量程。所以一个好的探头必须兼顾到压损和差压二方面。德尔塔巴的曲面设计充分考虑到了该因素,截面本身是对称的,曲面分为三部分(如下图),迎面部分为平滑段,使探头平滑地与介质接触;第二部分为加速段,将介质的流速平均加速三倍,通过增加与介质的接触面,提高迎面段的压力;第三部分为高低压分界尖峰,突然阻力消失,在探头后面形成低压区,实际的彩色速谱可以充分反映介质流速的变化。所以说,德尔塔巴探头的设计满足了压损小和差压大的要求。
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  德尔塔巴探头
 
  精度高:经过第三方测试,以及根据**新的数据表明,尽管在相当短的直管段下,也能达到2%的精度。达到1%精度的直管段比一般的产品要短得多,如下图。重复性为0.1%。由于压损小,对探头的磨损小,只要安装合适,可以长时间维持高精度。
 
  运行成本低:由于压损小,使管道中的动力损失就小,通常意义上讲,均速管的运行成本只有孔板的十分之一。
 
  安装工作量小:因为该传感器是插入式工作方式,具备安装方使,简单的特点。对于大多数的通径只是在管路中开一小孔。据多年安装经验,开孔需要5分钟,焊接探头套管20分钟,插入固定探头10分钟,安装三阀组5分钟,装差压变送器10分钟,接线10分钟,整个过程大约只需60分钟(一体化)。
 
  一体化/分体安装自由选择:德尔塔巴的探头是整整意义上的一体化探头,无论被测介质是气体还是液体,或是高温的过热蒸汽,可以将差压探头、温度和压力的测量以及差压变送器在一根探头上安装,在探头与差压送器之间的连接方式有10多种(选择),有专门为过热蒸汽的冷凝器,有用于直接连接变送器的椭圆法兰,也有简单的R1/2″外螺纹,提供分体/一体化安装的各种连接,能够满足各种需求。对于过热蒸汽,大多数产品均要求分体安装,用户必须自己配冷凝器和其它配件。而德塔巴连同冷凝器,截止阀或者球阀均一并提供,安全可靠,简单可行,是真正的一体化探头。
 
  孔大不易堵:对于烟气测量或者带有颗粒的气体/液体测量,堵的问题是大多数用户关心的问题。华尔威企业保证,若介质中尘埃不大于130mg/m3, 对于德尔塔巴的探头不需要进行任何维护和吹扫。从流体力学角度出发,在流体中的任何形状的楔物,在前端会出现流体堆积,使压力增高,在楔后压力减小,在运动中的尘埃无论高压有多大,低压有多小,都会有可能进入楔中的孔。在流体静止时,由于布朗运动,尘埃更会进入楔内孔里。所以问题不在于压力高低,也不于任种截面,而在于如何能让这些尘埃出来,不堆积。无疑,定时吹扫是一个解决方案。我企业在探头上孔的分布和孔径上做了大量研究,孔径大(8毫米)异物容易进,也容易出;上下二个孔接近探头边缘(管道边缘),异物不易堆积。孔径小,无疑会造成不容易进,也不容易出,而进是的,多少只是时间问题。其它产品的孔要比华尔威德尔塔巴小得多。
 

5、结束语:
 许多流量测量认为:流量仪表的应用甚至比仪表的研究、 生产更为复杂, 大量仪表在实验室都有优良的性能 , 但仪表使用现场往往满足不了其使用条件, 造成不少流量计在使用中存在这样或那样的问题。从前面分析中 , 大家感到测管的生产厂比较好地考虑了现场条件对测量的影响, 并尽可能地摸拟现场条件对仪表进行试验, 掌握了大量试验数据 , 用以引导现场的应用 , 在与生产厂多次接触中, 听取他们的意见 , 充分应用他们的试验数据。攀钢 2#高炉煤气测量采用测管流量计 , 从根本上解决了存在的三大难题, 至今运行稳定 , 测量偏差小。

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