熱式質量流量計在煤氣流量計量中的應用
摘 要：目前我國煤氣流量計量絕大多數采用孔板節流裝置，也有一小部分使用渦街流量計。但上述測量裝置存在工況不穩定。流量變化大。能源損耗大，安裝檢修運輸不便等問題。我們采用熱導式質量流量計直接測量煤氣的質量流量。無須進行溫壓補償，穩定可靠。并且熱導式質量流量計結構簡單，不存在堵塞問題，加之較大的測量范圍和寬量程比，很好地解決了傳統流量計在煤氣流量測量中的不足。
關鍵字：煤氣 流量計量 熱導式質量流量計
目前我國煤氣流量計量絕大多數采用孔板節流裝置，也有一小部分使用渦街流量計。但上述測量裝置存在工況不穩定。流量變化大。能源損耗大，安裝檢修運輸不便等問題。
我們采用熱導式質量流量計直接測量煤氣的質量流量。無須進行溫壓補償，穩定可靠。并且熱導式質量流量計結構簡單，不存在堵塞問題，加之較大的測量范圍和寬量程比，很好地解決了傳統流量計在煤氣流量測量中的不足。
一、熱導式質量流量計的測量原理
熱導式質量流量計的探頭（傳感器部分）由兩個溫度檢測元件即熱敏電阻RTD1、RTD2和一個緊靠在RTD2的恒熱源Heater構成，如圖1所示：RTD1測量流體的溫度T1，作為參比溫度，RTD2測量恒熱源Heater的溫度T2。恒熱源有一電流流過，且T2>T1，△T=T1- T2。因為RTD1和RTD2同在流體中，流體流過時，由于分子的碰撞作用，分子將帶走Heater的熱量，使T2下降，而T1不變。若要使△T保持不變，就應提高恒熱源的電流I。為此建立了恒熱源加熱電流I（下面公式轉換為流量計輸出電流）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— 質量流速（m/h）；Q— 質量流量（m3/h）；I— 輸出電流（mA）；S— 管道截面（m2）。
根據上述公式， 目前生產廠均有不同的函數表達式，現給出一種表達式僅供參考：
V=Kee（d+b）
其中K，a，b均為常數，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、熱導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為一，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。臟污不會粘積厚，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、熱導式質量流量計的主要性能指標
測量范圍：（0.025~304）m/s；
溫度：（-50~260）℃；
壓力：至70MPa；
量程比：100 :1；
準確度：±1%；
輸出：（4~20）mA。
四、應用中的幾點體會
濟鋼現有焦爐4座.年產焦碳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，后又在供寬厚板廠的混合煤氣（焦爐與高爐煤氣）管道上安裝了一套，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，然后擰上球閥。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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