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彎管流量計(jì)的工程應(yīng)用
【摘要】簡述了大口徑煙氣彎管漉量計(jì)的工作原理，詳細(xì)介紹了彎管流量計(jì)在責(zé)溪冶煉廠精礦干燥系統(tǒng)中的工程應(yīng)用情況及其特點(diǎn)。
關(guān)鍵詞：冶金企業(yè)，大口徑煙氣管道流量計(jì)，彎管流量計(jì)，工程應(yīng)用
在冶金企業(yè)的生產(chǎn)過程中，有諸多的工序要產(chǎn)生大量的煙氣，煙氣流量對(duì)于生產(chǎn)操作是很重要的技術(shù)參數(shù)。由于在冶金企業(yè)中輸送煙氣的管道口徑較大，通常在1—2 m之間，且煙氣含塵高、濕度大、腐蝕性強(qiáng)，采用常規(guī)方法難以完成這種煙氣流量的測(cè)量，貴溪冶煉廠曾經(jīng)使用過國外引進(jìn)的渦輪流量計(jì)和畢托管流量計(jì)，也曾試用過渦街流量計(jì)，但均因不能適應(yīng)上述工況條件而放棄。為解決這一難題，貴溪冶煉廠與中南工業(yè)大學(xué)合作，經(jīng)過多年努力，共同研制開發(fā)了大口徑煙氣彎管流量計(jì)及一整套設(shè)計(jì)方法。經(jīng)過鑒定，研制成功的彎管流量計(jì)的各項(xiàng)性能指標(biāo)達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。幾年來貴溪冶煉廠利用每年設(shè)備年修的機(jī)會(huì)，將工藝管道上的多處彎管設(shè)計(jì)改裝成彎管流量計(jì)，投入運(yùn)行至今，工作一直穩(wěn)定可靠，滿足了工藝操作的需要。
1.彎管流量計(jì)的工作原理和流量方程式
彎管流量計(jì)是一種將流體的動(dòng)量轉(zhuǎn)換成壓力的動(dòng)壓式流量儀表，圖1所示是彎管流量計(jì)工作原理示意圖。當(dāng)穩(wěn)定的流體通過彎管時(shí)，由于改變了流體的方向而產(chǎn)生離心力，在此離心力的作用下．沿著彎管中心徑向曲率軸線存在著一壓力梯度，由此在彎管的內(nèi)外
側(cè)壁上產(chǎn)生壓力差，這個(gè)壓力差的平方根與管內(nèi)流體的流速成正比。因此，只要測(cè)量出彎管內(nèi)外側(cè)壁的壓力差就可求算出流體的流量，這就是彎管流量計(jì)的基本工作原理。
2.工程應(yīng)用實(shí)例
現(xiàn)以貴溪冶煉廠精礦氣流干燥排煙管道上的彎管流量計(jì)為例，介紹彎管流量計(jì)工程應(yīng)用情況及其特點(diǎn)。
2.1工程計(jì)算
貴溪冶煉廠精礦氣流干燥工序的工藝設(shè)計(jì)參數(shù)如下：
2.2流量測(cè)量系統(tǒng)組成及安裝調(diào)試
圖2所示是彎管流量計(jì)流量測(cè)量系統(tǒng)組成示意圖。由差壓變送器將彎管獲得的差壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成4—20mA電流信號(hào)，送人集散控制系統(tǒng)DCS中進(jìn)行開方運(yùn)算，得出的流量值在CRT上顯示。
由于是利用工藝煙氣管道上的彎管來測(cè)量流量，因此對(duì)彎管上下游直管段長度的要求受到了限制，由此產(chǎn)生的測(cè)量附加誤差可以在實(shí)際運(yùn)行中加以修正，彎管內(nèi)外側(cè)取壓孔開在450±30處且成一條直線，用一根直棒可以往復(fù)自由滑動(dòng)，取壓孔的直徑為唾r20 mm。因彎管產(chǎn)生的差壓很小是微差壓，故對(duì)差壓變送器的選用要求較嚴(yán)，我們選用了美國Honeywell公司的ST31X10智能變送器，這種差壓變送器性能很好，精確度優(yōu)于0.25％，安裝在振動(dòng)較小的支架上，差壓變進(jìn)器的量程范圍按計(jì)算值設(shè)定為0-279kPa。為了防
止彎管上的取壓孔被煙塵堵塞，這里采用了反吹氣平衡取壓法，選用日本橫河的吹氣裝置，所用氣源使用儀表專用壓縮空氣。
2．3彎管流量計(jì)的標(biāo)定
由于受現(xiàn)場(chǎng)條件的限制，目前尚找不到一種標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì)來標(biāo)定這種大口徑的彎管流量計(jì)，因此利用干燥排風(fēng)機(jī)的特性曲線(軸功率與排風(fēng)量的關(guān)系曲線)，以排風(fēng)機(jī)的排風(fēng)量(隨排風(fēng)機(jī)的功率亦即電流的大小不同)作為參考量(標(biāo)準(zhǔn)量)與彎管流量計(jì)的顯示流量
值比較。來求算出流量計(jì)的流量示值誤差。表1、表2是彎管流量計(jì)現(xiàn)場(chǎng)校驗(yàn)記錄表。
3結(jié)論與建議
根據(jù)多年應(yīng)用及多次測(cè)試的結(jié)果，可以確定這種大FI徑彎管流量計(jì)具有以下特點(diǎn)：
①因是利用工藝管道上的彎管，故安裝容易且安裝費(fèi)用和制作成本低；
②由于彎管上的取壓孔較大，故取壓孔不易堵塞，如果介質(zhì)含塵很高，可采用反吹氣平衡取壓法。此外，彎管流量計(jì)結(jié)構(gòu)簡單，在測(cè)量條件惡劣的情況下發(fā)生故障和廢棄的幾率很小，就其本身而言無需備品，維護(hù)量小，維修費(fèi)用低；
③彎管流量計(jì)無任何阻力件，產(chǎn)生的附加壓力損失小，是節(jié)能型傳感器；
④由于在大流量下，彎管流量計(jì)的梳量系數(shù)比較穩(wěn)定且阻力損失很小，測(cè)量精確度相對(duì)而言比較高，所以特別適合應(yīng)用于大口徑管道、大流量、介質(zhì)條件比較差(如含塵、腐蝕性強(qiáng)等)的流體流量的測(cè)量；
⑤反應(yīng)靈敏、再現(xiàn)性能好、工作穩(wěn)定可靠；
⑥量程比較小，只能達(dá)到2．5：l，且測(cè)量精確度一般，但能滿足大部分工業(yè)過程量的監(jiān)控要求；
⑦標(biāo)定困難。
由此可見，研制開發(fā)的這種大口徑彎管流量計(jì)特別適合于冶金企業(yè)大I：1徑管道的煙氣流量的測(cè)量，應(yīng)用前景廣闊，應(yīng)加以推廣。就貴溪冶煉廠而言已有多年成功應(yīng)用的經(jīng)驗(yàn)，目前已經(jīng)在閃速爐、轉(zhuǎn)爐等排煙管道上采用了這種技術(shù)，即利用已有的工藝管道上的彎管設(shè)計(jì)流量計(jì)來測(cè)各處的排煙量．這樣既有利于工藝操作，為減小系統(tǒng)漏風(fēng)率、提高設(shè)備的運(yùn)行效率提供了基礎(chǔ)性的技術(shù)參數(shù)，又降低了設(shè)備投資和維修費(fèi)用。正因?yàn)橛腥绱吮姸嗟膬?yōu)點(diǎn)，因此，在貴溪冶煉廠二期工程中大量采用了這種技術(shù)，節(jié)約了設(shè)備投資，獲得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。