靶式流量计在回转窑焦炉煤气中的应用

　　1 前言

　　靶式流量计是八十年代开始开始逐步走向实用的一种新型流量计，其检测件是一个方形阻流件（又称靶片），不会在节流件上游侧产生滞流。因此钢铁行业近年来在焦化厂焦油、蒸汽、天然气、高炉煤气、焦炉煤气、水等介质的测量中也广泛采用靶式流量计进行测量。我厂在二期链篦机-回转窑窑头的焦炉煤气流量测量上使用了该流量计，效果良好。

　　2 靶式流量计原理与结构

　　靶式流量计是在传统靶式流量计测量原理的基础上，充分利用其最优秀的特点，结合新型传感器技术和现代数字技术上研制、开发而成的全新型力感应靶式流量计，它既具有传统靶式、孔板、涡街等流量计无可动部件的特点，同时又具有与容积式流量计相媲美的测量准确度，加之其特有的抗干扰，抗杂质性能，轻便又可靠的特点，广泛使用于石油、化工、能源、食品、环保、水利等各个领域。

　　2.1 一体化智能型靶式流量计

　　一体化智能型靶式流量计的组成由一体化靶式流量变送器和人工智能流量器两部分组成。其中一体化靶式流量变送器由靶式流量传感器、转接板和差压变送器构成。一体化智能型靶式流量计的工作原理是：当充满管道的流体流经靶式孔板时，其下游侧动压增加，静压减小，由差压变送器在靶式孔板下游侧出流体的差压，并将差压信号转为4～20mA.dc电流信号输出，此信号经人工智能流量运算器处理后，其示值即为流量值。在我厂二期回转窑窑头测量焦炉煤气所使用的靶式流量计由一体化靶式流量变送器、温度测量、压力测量和人工智能流量运算器四部分组成。其中温度、压力的测量是用于对流体的测量进行温压补偿。

　　2.2 一体化靶式流量计的特点

　　（1）长期现场运行精度高。（2）流量范围度宽。（3）适用范围极广。（4）防粘附靶式传感器。（5）耐磨损、寿命长、可靠性高。（6）永久压损比孔板小。（7）一体型结构，现场安装无需安装导压管路，直接与管道进行螺纹或法兰连接。施工省时省力，维护方便。

　　3 智能流量计测量计算

　　当介质在测量管中流动时，因其自身的动能通过阻流件（靶片）时而产生的压差，并对阻流件有一作用力，其作用力的大小与介质流速的平方成正比。阻流件(靶片)接受的作用力F，经刚性连接的传递件（测杆）传至电容力传感器，电容力传感器产生电压信号输出。
 

　　如图2：

　　4 一体化智能靶式流量计的应用

　　我们厂以前测量焦炉煤气流量使用的是锥形流量计，时间一长焦油就容易堵塞，而且容易结晶易结垢，给测量结果带来很大的影响。为此我们从新设计和安装，根据工况条件和现实数据我们选用了一体化智能靶式流量计。用靶式流量计后，数据稳定，故障率极低，效果显著。

　　根据我们已知的条件，进行设计计算和验算：

　　设计压力绝压值

　　设计温度（K）T=273.15+t=298.15K

　　工况气体体积流量qvmax=18743.76m3/h，qvcom=11714.85m3/h，qvmin=2342.9705m3/h

　　雷诺数ReD，ReDmax=3.58×105，ReDcom=2.24×105，ReDmin=4.47×104

　　而工况管道的内径为

　　通过公式计算出靶式比为h/D=0.2996，流通截流比m=0.2518，流通面高h=185.60mm，流出系数c=0.6496。

　　气体通过靶式流量计有压损，这里只涉及到沿程压力损失和局部压力损失，而这里我们只能进行估算。

　　沿程压力损失，

　　局部压力损失，

　　其中，l，d，ν，ρ，λ，ζ，分别为管道的长度（mm）、管道的内径（mm）、气流平均速度（ms），工况介质密度（kg/m3）、沿程阻力系数和局部阻力系数。

　　最后确定压力损失Δω￡0.3323kPa，符合要求。

　　5 结语

　　靶式流量计自2012年4月投用以来，稳定性良好，测量数据在误差范围之内，避免了V锥流量计易堵、超声波流量计不耐腐蚀、弯管流量计测量不准确的缺陷，体现出它在测量焦炉煤气上优势。如今，它所提供的数据已作为我厂二期回转窑窑头焦炉煤气计量的重要依据。