煤氣流量檢測技術的應用

  摘要：從熱風爐煤氣支管流量檢測的現狀著手分析，從存在的問題、故障原因、解決措施三個方面詳細剖析，結合現場實際，通過對熱風爐煤氣支管流量計進行換型改造，來提高煤氣流量計量檢測的率。

1、現狀概述

股份煉鐵廠5#、6#頂燃式熱風爐系統分別于2005年7月~H2005年11月建成投產，采用俄羅斯卡魯金技術設計，各有3個熱風爐爐體。5#、6#熱風爐系統煤氣支管分別采用V形錐流量計、威力巴流量計測量煤氣流量。自2009年以來，由于V形錐流量計、威力巴流量計出現不同程度的堵塞，致使兩座熱風爐煤氣支管流量無法準確檢測，對熱風爐以及高爐正常生產帶來了不利影響。

2、存在的問題及原因分析

股份煉鐵5#、6#熱風爐在建造之時分別采用V形錐流量計、威力巴流量計測量熱風爐煤氣支管流量，如圖1所示。兩座高爐投產已有近六年時間，由于煤氣支管內煤氣水分大、雜質多，極容易形成粘性物質，經常出現流量計阻塞故障的發生，使得煤氣流量測量不準確，熱風爐崗位工無法準確控制煤氣與空氣流量比例，無法有效提高送風溫度。

5#熱風爐所采用的V錐流量計，通過上下法蘭連接在煤氣管道上，無法拆卸清理；6#熱風爐所采用的威力巴流量計出現流量計堵塞故障后，需要從煤氣管道內拔出流量計進行清理，此過程煤氣管道內煤氣泄漏嚴重，極易造成煤氣中毒事故，給現場維護人員帶來了非常重大的安全隱患。

3、煤氣流量檢測優化支撐技術

鑒于以上煤氣流量檢測存在的問題，我們對此進行了改造，利用高爐檢修和大修的機會，將兩座高爐熱風爐系統的煤氣檢測流量計進行換型，安裝使用畢托巴流量計。

3．1畢托巴流量計的工作原理。畢托巴流量計是采用皮托管原理提取流體流速（全壓一靜壓=動壓）

再換算成流體體積流量與質量流量的差壓式流量計。畢托巴流量計將探針插入管道，總壓孔對正流體的來流方向，靜壓孔對正流體的去流方向，通過高精度變送器取得總壓與靜壓之差即我們所要的差壓，根據差壓來計算流體的流量。

畢托巴流量傳感器可實現每臺探針都在高精度標準風洞上從Om／s的風速到150m／s的吹風標定，測點在管道中心區，并把標定的數據經過復雜的運算得出探針的修正系數，從而使修正后探針提取的中心流速與管道內各點流速的平均值形成對應關系。管道內各點流速的平均值與探針提取中心流速之間的關系是以清華大學幾十年的吹風數據為依據的。

3.2畢托巴流量計自身*優點。畢托巴流量傳感器從根本上解決了風速測量波動、防堵、耐磨等問題；通過在線疏通，解決了易掛垢介質的流量計量，其測量準確度較高。如測量流量、介質范圍廣：耐高溫高壓；高精度、高節能、高可靠性；安裝簡便、便于維護等等。

4、煤氣流量計量檢測技術改造方案

在確定好使用新型的畢托巴流量計后，我們咨詢廠家，進行了流量計的安裝與調試。

4．1確定畢托巴探針式流量計的安裝位置。5#熱風爐在之前采用V形錐流量計，由于V形錐流量計長約2米，直接采用法蘭對接在煤支管上，平時正常檢修無法拆卸，并且下法蘭距離熱風爐l4米平臺僅0．3米，因為v形錐流量計會對下方一定距離內氣流產生影響，甚至產生渦流，因此無法在熱風爐l4米平臺靠近V形錐下法蘭處安裝畢托巴探針式流量計。所以確定在熱風爐7米平臺煤氣管道直管段出安裝，并且焊接了畢托巴流量計的安裝平臺。而6#熱風爐在之前采用威力巴流量計，由于威力巴流量計也是從管道外部垂直插入煤氣支管，因此在拆除威力巴流量計并關閉一次閥后，在熱風爐14米平臺煤氣支管直管段處安裝畢托巴流量計。

4.2 安裝畢托巴探針式流量計。防堵型畢托巴安裝時采用在垂直管道上從外部垂直插入式安裝方式，安裝方式有螺紋連接和法蘭連接等多種方式。采用法蘭連接安裝時，只需要在測量管道上鉆一個中50ram左右的插入孔，再將法蘭連接座定位焊接在管道上，后，按照要求將畢托巴插入管道中，通過螺栓與法蘭緊固即可。畢托巴流量計插入式探針結構簡單，可以在線插拔。

4．3 根據現場實際情況，確定清理方式。畢托巴流量計插入式探針結構簡單，可以在線插拔，當測量焦爐煤氣等臟污介質時，只要將一次閥關閉，可以隨時拔出清洗，維護方便。并且由于煤氣支管管徑為對中1500mm，可以加裝氮氣反吹裝置。

兩根氮氣吹掃管分別連接到畢托巴流量計正負壓吹掃閥門，當流量計出現不通暢需要清理時，需將變送器閥門關閉，關閉畢托巴流量計兩個取壓閥，打開兩個氮氣吹掃閥即可。

結論

自畢托巴流量計在兩座熱風爐應用以來，熱風爐流量檢測的故障率明顯減少了，而且能夠更加準確檢測熱風爐煤氣支管流量，熱風爐操作工能夠準確的檢測和控制熱風爐煤氣支管與空氣支管流量的配比，從而使熱風爐送風溫度得到提高，風溫由改造前的1230℃提高到1260~C（如圖2所示），在提高風溫的同時，降低了高爐的焦比，真正做到了降本增效。