質量流量計在煤焦化中的應用

  煤氣凈化是將焦爐送來的荒煤氣經過洗滌、脫酸蒸氨、脫苯等一系列工序變成相對純凈的精制煤氣，再出廠送至煤氣站或終端用戶。

  凈化后的精制煤氣中含有CO、O2、N2、H2等多種成分，每種成分的含量與工藝過程的控制有關，各工藝系統不盡相同。流量計計量單位通常采用體積流量和質量流量兩種。其中質量流量計，采用公制KG/HR作為計量單位，采集到的數據傳送到DCS系統*控制室集中管理。質量流量計是一種用于各類氣體測量的熱擴散式質量流量計。它由一個流量元件、一個流量變送器和一個封裝組成。對于小口徑過程管線，一般使用在線式流量元件；對于大于40mm的大口徑過程管線，一般使用插入式流量元件。流量元件的過程連接方式、流量變送器的輸入電源、輸出信號標定以及封裝和安裝方式均有多種方案供用戶選擇。

  1、安裝

  A、確認流量元件的安裝位置

  出廠煤氣管道架設在管廊架頂層，標高＋7500mm，管外徑1220mm，管材質為Q235炭鋼。質量流量計要求流量元件上游至少留出20倍管徑(過程管線)的直管段；下游留出10倍管徑的直管段。流量元件插入過程管線，過中心線0.5inch(12.7mm)，且與管線橫截面在同一平面上。FCI建議流量元件豎直或水平安裝在過程管線中。

  考慮到過程氣體中可能含有水分甚至少量焦油等液體聚集到RTD上，再成珠狀物滴下，帶走部分熱量影響兩RTD上的溫度差，從而影響到測量精度。我們采取將流量元件安裝在過程管線與水平線夾角45°斜向上的位置。當有液體滯留在RTD上時，會迅速沿著RTD向下散開，不至于聚集成珠狀物滴下而帶走熱量。

  B、過程連接頭安裝

  過程連接頭為304不銹鋼，成環柱狀。必須保證過程連接頭上底面S與工藝管線軸線和L1所在平面平行，才能確保流量元件自過程連接頭插入過程管線后，過橫截面圓心，且與橫截面平行。

  C、流量元件的安裝

  a、計算出管道外徑的1/2，加上0.5inch，在流量元件探桿上標出這一長度(自RTD端部)。

  b、將流量元件緊固件插入過程接頭，按ANSIB16.5力矩規格擰緊，并使用適當密劑。測量過程接頭和擰緊的緊固件整體高出管道的尺寸，在*個標記上標出這個長度。

  c、插入流量元件，調整其位置，使緊固件上平面，這樣就使流量元件超過管道中心線0.5inch；同時使流量箭頭的小平面于過程介質流動方向平行(±1°)，并使箭頭指向過程介質的流動方向。

  d、確認以上3步驟無誤(因金屬套環在擰緊后以鋸齒狀卡入流量元件探桿中，流量元件便不能作任何調整)，用扳手卡住緊固件，件緊固件螺栓擰緊后再擰1.25圈，這樣，流量元件就密封固定安裝到位了。

2、接線

  A、質量流量計用戶手冊設備說明以及接線圖均注明電源可用24VDC或220VAC，分別提供一種接線端子。可拆開變送器封裝后發現：接線端子旁注明ACONLY，故輸入電源只能使用220VAC。

  B、ESD警告

  流量變送器包含靜電釋放(ESD)敏感裝置，在打開封裝或處理電子線路板裝置時，需要使用標準ESD警告：使用帶有接地的兆歐電阻器，或腕帶，或膝帶，使產生高靜電的物品如非ESD允許的塑料、膠帶和包裝塑料等遠離設備。

C、接地與屏蔽

  出于安全因素的考慮，ST98特別要求220VAC電源采用三線制，其中一根接地線必須連接到流量變送器接線端子排的接地終端。

  因傳統4～20mA的I/O產品對變頻驅動設備等產生的高頻噪聲干擾較為敏感，且現場的電氣高頻噪聲污染較為嚴重。避免儀表信號傳輸回路遭受干擾，對輸出信號電纜采用屏蔽電纜，且屏蔽層在靠近變送器一端接地，DCS機柜一端包裹保護起來(另外，控制系統機柜組的交流電源接地、直流電源接地、電纜屏蔽層接地和機柜接地在柜內保持彼此分離，并且接地網與工廠防雷接地網等相對獨立)。

3、調試

  使用ST98流量變送器提供的一個RJ－12通訊串口，可與FCI的FC88通訊器和PC機DB－9或DB－25接口進行通訊，用于對流量變送器進行參數設定或修改，調試過程中需要注意如下幾個容易出錯的問題。

  A、流量計輸出數據和DCS操作站顯示的數據計量單位要統一，如SCFM或NCMH、LB/HR或KG/HR。

  B、流量計輸出數據標定和DCS控制系統接受數據標定要一致，如4～20mA、0～20mA、1～5VDC、0～5VDC或0～10CDC。

  C、流量計的電子部分使用常數作為擬合曲線參數，用于顯示流量值。此常數由4節組成，根據用戶提供的過程介質中各種成分(如精制煤氣中的CO、O2、N2、H2等)含量百分比等相關參數計算得出。流量計生產商在設備出廠前一般都將此常數固化在EEPROM中，用戶不能修改。用戶提供的這些參數都來自于設計單位的設計理論值，因此與現場實際參數有一定的偏差。因此，流量計在實際應用中會出現較大的誤差，馬鋼煤焦化公司的此類流量計均因此出現了嚴重偏差。

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