應(yīng)用畢托巴流量計(jì)提高高爐煤氣流量測(cè)量精度的研究

作為高耗能生產(chǎn)的典型，冶金行業(yè)的眾多企業(yè)一直在通過各種舉措，努力降低生產(chǎn)耗能，以提高生產(chǎn)效率。作為鋼鐵冶金企業(yè)所應(yīng)用的重要燃?xì)庵?，高爐煤氣的計(jì)量測(cè)試在很大程度上關(guān)系到冶金工藝操作以及企業(yè)生產(chǎn)成本和經(jīng)濟(jì)效益，因此準(zhǔn)確對(duì)高爐煤氣流量進(jìn)行測(cè)量十分重要。本文從高爐煤氣計(jì)量現(xiàn)狀、畢托巴流量計(jì)結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)以及原理入手，探討畢托巴流量計(jì)在高爐煤氣流量測(cè)量中的應(yīng)用，以及其是如何提高煤氣流量精度的。

畢托巴流量計(jì)是當(dāng)前一種先進(jìn)的流體流量計(jì)量工具，而且其已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)的各個(gè)領(lǐng)域，自然也被應(yīng)用在高爐煤氣流量測(cè)量方面。結(jié)合已有的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，筆者發(fā)現(xiàn)應(yīng)用畢托巴流量計(jì)測(cè)量高爐煤氣流量的精度要高于傳統(tǒng)的流量計(jì)。因此，筆者通過介紹畢托巴流量計(jì)的結(jié)構(gòu)、原理以及特點(diǎn)，對(duì)比畢托巴流量計(jì)與傳統(tǒng)流量計(jì)，以了解為何畢托巴流量計(jì)能夠提高測(cè)量精度，

1. 畢托巴流量計(jì)結(jié)構(gòu)原理

雖然已經(jīng)有相當(dāng)部分企業(yè)開始應(yīng)用畢托巴流量計(jì)測(cè)量高爐煤氣流量，但是整體來說，應(yīng)用傳統(tǒng)孔板式流量計(jì)的企業(yè)較多。雖然，孔板式流量計(jì)的技術(shù)較為成熟，應(yīng)用普及時(shí)間也較長(zhǎng)，但是在生產(chǎn)實(shí)踐中會(huì)發(fā)現(xiàn)，孔板式流量計(jì)存在許多缺陷，以至于影響企業(yè)的正常生產(chǎn)。因此，人們開始把目光轉(zhuǎn)到畢托巴流量計(jì)上，對(duì)此需要先了解畢托巴流量計(jì)的結(jié)構(gòu)以及原理。

1.1畢托巴流量計(jì)結(jié)構(gòu)

如圖1所示，畢托巴流量計(jì)的構(gòu)成十分簡(jiǎn)單。畢托巴流量計(jì)主要由以下幾個(gè)設(shè)備構(gòu)成：節(jié)流件和取壓裝置；信號(hào)管路（負(fù)責(zé)傳輸差壓信號(hào)）；差壓計(jì)（負(fù)責(zé)測(cè)量差壓值）；顯示儀表。另外，畢托巴流量計(jì)還有與其配套的一整套監(jiān)控系統(tǒng)，包括：積算儀、數(shù)據(jù)采集模塊、管理中心控制系統(tǒng)等。

1.2畢托巴流量計(jì)的工作原理

畢托巴流量計(jì)所采用的***根本原理是皮托管原理。該原理的主要內(nèi)容是：測(cè)量管道中心流體的速度，然后通過公式將其換算成流體的體積流量與質(zhì)量流量。一直以來皮托管原理被廣泛應(yīng)用在風(fēng)洞測(cè)試、航空發(fā)動(dòng)機(jī)氣體動(dòng)力測(cè)試以及飛行器飛行速度測(cè)試等航空航天領(lǐng)域。

畢托巴在工作時(shí)，首先要通過插入式安裝方式將其安裝在相應(yīng)的管段，并利用螺紋和法蘭固定好。當(dāng)安裝完畢開始進(jìn)行流量測(cè)量時(shí)，先測(cè)量得到位于管道中心探針的全壓孔與靜壓孔之間的壓力差，隨后積算儀根據(jù)壓力差自動(dòng)計(jì)算出流體的實(shí)際流量，所得結(jié)果***終被顯示在控制器的屏幕上。

2 .畢托巴流量計(jì)是如何提高測(cè)量精度的

在探討畢托巴流量計(jì)是如何提高測(cè)量精度之前，首先要了解傳統(tǒng)孔板式流量計(jì)存在哪些會(huì)影響測(cè)量精度的弊端。，孔板式流量計(jì)會(huì)出現(xiàn)磨損?，F(xiàn)有的實(shí)踐證實(shí)，在長(zhǎng)期使用后，孔板式流量計(jì)的孔板入口邊緣會(huì)出現(xiàn)磨損，導(dǎo)致流量計(jì)的精度受到很大影響。第二，存在易積蓄污垢的死角?？装迳嫌未嬖跁?huì)堵塞含濕氣體、臟污流的死角，而一旦死角出現(xiàn)積液，則極有可能干擾氣流，造成誤差進(jìn)而影響測(cè)量精度。第三，孔板式流量計(jì)需要應(yīng)用在較長(zhǎng)且直的管段上在彎管或者長(zhǎng)度不夠的情況下無法應(yīng)用。第四，孔板式流量計(jì)并不符合當(dāng)前節(jié)能環(huán)保的要求，經(jīng)常出現(xiàn)較大的壓力損失。

當(dāng)然，孔板式流量計(jì)測(cè)量精度不高的原因并不僅僅是該流量計(jì)存在缺陷，還因?yàn)楦郀t煤氣本來就存在較多的雜質(zhì)，而且對(duì)在線清洗的要求較高。因此，要想提高高爐煤氣流量測(cè)量的精度，需要從以上方面著手研究。

2.2畢托巴流量計(jì)提高高爐煤氣測(cè)量精度的研究

畢托巴流量計(jì)在測(cè)量高爐煤氣流量方面之所以有較高的精度，是因?yàn)楹芎玫囊?guī)避了孔板式流量計(jì)的弊端，并且解決了高爐煤氣測(cè)量存在的難點(diǎn)。總而言之，畢托巴流量計(jì)的優(yōu)勢(shì)是其能夠提高測(cè)量精度的關(guān)鍵所在。

，在長(zhǎng)時(shí)間工作狀態(tài)下，都能夠保持較高的精度。之所以該流量計(jì)在長(zhǎng)時(shí)間工作下均能保持精度，主要與其當(dāng)初的設(shè)計(jì)有關(guān)：首先，流量計(jì)被設(shè)計(jì)為可以以管道中心位置作為測(cè)試點(diǎn)；其次，其設(shè)計(jì)參考了風(fēng)洞試驗(yàn)，吹風(fēng)標(biāo)定達(dá)到了0m/s～150m/s；再者，流量計(jì)有清華大學(xué)幾十年吹風(fēng)試驗(yàn)積累的數(shù)據(jù)做依據(jù)；***后，流量計(jì)在計(jì)算流量時(shí)對(duì)測(cè)量信號(hào)進(jìn)行分段修正，每一段均有一個(gè)修正系數(shù)，這足以保證流

量計(jì)長(zhǎng)時(shí)間工作中都能保持較高精度。第二，壓力損失較小。

從前文的實(shí)物示意圖中可以看出，流量計(jì)探針被設(shè)計(jì)成子彈頭型，這種新裝極大的降低了壓力損失，即可保證測(cè)量的高精度，又達(dá)到了節(jié)能環(huán)保的要求。第三，材料特殊，可靠性好。傳感器探頭一般由不銹鋼材料支撐，且探針結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單合理，很少堆積雜物，因此其在流量測(cè)量時(shí)具有較高可靠性。另外，由于材料采用的是不銹鋼，因此流量計(jì)探針可以承受較高的溫度與較高的壓力，不容易出現(xiàn)磨損，使用壽命較長(zhǎng)。總之，畢托巴流量計(jì)憑借其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)提高了高爐煤

氣流量測(cè)量的精度，而且還能夠提高節(jié)能環(huán)保效率，減少維護(hù)人員的工作量。

3.畢托巴流量計(jì)的應(yīng)用實(shí)例分析

本文參照淄博張鋼鋼鐵有限公司應(yīng)用畢托巴流量計(jì)的實(shí)際案例進(jìn)行分析。張鋼公司分別與2011年、2014年和2016年在電廠鍋爐、修罐間和高爐安裝并試運(yùn)行了5套畢托巴流量計(jì)，并利用PLC系統(tǒng)將傳輸信號(hào)通過計(jì)算書公式轉(zhuǎn)換成流量值。經(jīng)過一段時(shí)間的試運(yùn)行，公司發(fā)現(xiàn)該裝置具有較好的節(jié)能效果，且整個(gè)試運(yùn)過程中流量計(jì)始終保持了良好的工作水平。另外，公司還發(fā)現(xiàn)，與之前采用的流量計(jì)測(cè)量結(jié)果相比，畢托巴流量計(jì)的精度更高，結(jié)果更準(zhǔn)確。總之，畢托巴流量計(jì)在張鋼公司的成功應(yīng)用，證實(shí)了其確實(shí)具備傳統(tǒng)流量計(jì)所不具備的優(yōu)勢(shì)，值得推廣應(yīng)用。

4.結(jié)語(yǔ)

科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展使得許多技術(shù)更為先進(jìn)的流量計(jì)被應(yīng)用到實(shí)際生產(chǎn)生活中，這極大的提高了社會(huì)生產(chǎn)生活效率，為社會(huì)生產(chǎn)的發(fā)展做出了重要的貢獻(xiàn)。畢托巴流量計(jì)作為技術(shù)先進(jìn)流量計(jì)的代表，在提高高爐煤氣流量測(cè)量精度方面起到很大作用，而且在提高精度的同時(shí)還能提高管理效率，節(jié)能環(huán)保，因此這種流量計(jì)值得推廣應(yīng)用。