在鋼鐵聯合企業,伴隨煉焦、煉鐵、煉鋼的生產,產生大量的焦爐煤氣、高爐煤氣和轉爐煤氣,這些煤氣摻混后被用來供各用能單位做為重要的加熱能源。目前杭鋼各煤氣用戶都安裝了差壓式煤流量計量裝置。差壓式計量裝置在流量計量的過程中,計量的準確性會受到管道內輸送氣體的壓力、溫度和密度的影響。由于目前煤氣計量裝置都已帶有壓力、溫度補償裝置、壓力、溫度的變化給計量準確性帶來的影響已經得到消除。而密度變化引起的計量誤差尚缺乏可靠易行的方法來加以完。現就管道內輸送煤氣的密度變化給計量準確性帶來的影響進行討論以引起廣泛的重視。
1、流量計量密度補償的重要性
管道內輸送的混合煤氣的密度發生變化主要是由于輸送的混合煤氣的成分發生變化而造成的當某一煤氣發生廠的生產出現不正常時,常常會引起管網內輸送的混合煤氣的配比發生變化,配比的變化引起了管道內所輸送煤氣的密度發生了變化而用來測量混合煤氣流量的一次元件在設計時采用的密度參數卻是恒定的,這樣就造成了一次元件在實際使用中的密度參數與設計上采用的密度參數不符,從而給流量計量帶來了問題。以焦爐、高爐的二混煤氣為例。計量裝置一次元件在設計上采用的密度參數為配比百分之五十時的混合煤氣密度相關參數見表1
實際生產上采用的焦爐、高爐煤氣的配比為百分之四十一左右,有時甚至更低。現以配比為百分之四十一為例,相關參數如表2
從表1、表2可看出,即使通過節流裝置的差壓不變,混合煤氣配比變化也會給混合煤氣流量計量、燃燒控制等帶來困難,甚至可能因混合煤氣的熱值下降而影響到加熱質量。所以,混合煤氣流量計量的密度補償是很重要的。
2、流量計量的密度補償方法
流量計量的密度補償與壓力、溫度補償是兩個不同的概念。密度補償指的是由于混合配比變化造成的混合煤氣標準狀態密度變化的補償:;后者是指氣體標準狀態密度沒有變化,只是因為壓力、溫度變化造成氣體工作狀態密度變化的補償。
2.1流量計量中單純的密度補償公式
將設計節流裝置時采用的混合煤氣的密度用p設計表示,實際工作時混合煤氣的密度用p工況表示，混合煤氣流量計量中單純的密度補償公式為：
式中Qv標況為標準狀態下混合煤氣體積流量,Qvェ況為實際工作狀況下的混合煤氣體積流量。
2.2混合煤氣標準狀態密度的確定
目前,一般采用以下兩種方法求混合煤氣標準狀態密度。
1)已知焦爐、高爐煤氣流量求混合煤氣密度。
根據混合前分別檢測出的焦爐煤氣和高爐煤氣的流量進行計算:
式中Qv焦爐為混合煤氣中焦爐煤氣的體積流量,Qv高爐為混合煤氣中高爐煤氣的體積流量。
2)已知混合煤氣熱值求混合煤氣密度。
根據煤氣輸送管道末端用戶熱值儀檢測出的混合煤氣熱值,以及混合煤氣中焦爐煤氣、高爐煤氣體積流量的比例,求出混合煤氣標準狀態密度。
式中,Iv焦混合煤氣流量中焦爐煤氣所占體積比例;Iv高為混合煤氣流量中高爐煤氣所占體積比例:Q混合熱值為熱值儀檢測出的混合煤氣熱值;Q高爐熱值為高爐煤氣熱值:Q焦爐熱值為焦爐煤氣熱值(MJ/m3)。由上述兩式可得：
將式(2)或式(4)中的任一計算結果代入式(1)即可完成流量計量的密度變化補償工作。
3、壓力、溫度、密度綜合補償
對因工作壓力、溫度變化和標準狀態密度變化而引起的計量誤差進行補償,可使用如下補償公式：
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