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插入式流量計在高爐煤氣上的應用分析
1 前言
作為鋼鐵生產企業(yè)，能源消耗在生產成本中的比例高達20%～40%?，F在的鋼鐵生產已成為微利行業(yè)，外部市場的利潤越來越低，因此企業(yè)開展內部挖潛，向內部要效益、降成本成為企業(yè)管理的重要內容。高效利用能源實現可持續(xù)發(fā)展，是泰鋼集團近年來的管理重點。在生產和經營管理過程中，更好地實施能源介質的合理調配、精準地核算生產成本，需要準確的能源計量數據作為基礎。如果沒有準確可靠的能源計量數據，能源管理和節(jié)能工作將失去可靠、準確的指導方向，造成能源浪費，增加生產（消費）成本。因此，作為各單位重要能源消耗的高爐煤氣，其準確計量數據成為各單位成本核算的重要依據。由于高爐煤氣的大管徑、低流速、易堵塞、直管段不足和含有濕氣等問題，對高爐煤氣的計量帶來不利影響，因此采用可實現數字化分析和工況標定智能插入式流量計，可以有效降低不利影響，從而提高煤計量的精度。
2 高爐煤氣流量計量現狀及計量問題分析煉鐵兩座1780 m3高爐，其產生的高爐煤氣經過TRT 降溫降壓后，由管道輸送至各個單位。高爐煤氣主管上最初安裝均速管類流量計（德爾塔巴流量計），由于現場高爐煤氣含粉塵、積水，造成均速管類流量計的取壓孔、取壓管產生堵塞，流量計無法正常使用。現場實施過反吹掃，但由于均速管類流量計正壓側開孔過多，導致反吹掃時只要吹開一
個孔，其余孔因泄壓而無法吹掃開。后來又采用氣體超聲波流量計，但由于高爐煤氣在TRT發(fā)電停用后重新恢復時煤氣溫度超過100 ℃，超出超聲波流量計的溫度適用范圍，煤氣計量不能正常進行。此外，高爐煤氣含濕問題一直沒有得到有效解決。
高爐的煤氣計量存在的主要問題：
1）煤氣壓力波動導致煤氣流量波動，根據現場提供的數據可知，壓力波動范圍為10～20 kPa；
2）高爐煤氣含濕問題對計量有影響，經過測試，高爐煤氣含濕對計量可以造成百分之十幾以上的影響；
3）TRT 機組停止運行重新恢復前，煤氣溫度迅速升高（可達100 ℃以上），導致之前安裝的超聲波流量計超出適用范圍（不超過90 ℃），無法正常工作；
4）高爐煤氣含有粉塵，之前安裝的均速管流量計經常堵塞，而均速管流量計由于取壓結構原因，無法*吹掃；
5）現場直管段約為10D，導致一般廠家的流量計無法滿足直管段要求。
3 高爐煤氣總管計量改造實施
1）壓力波動問題。煤氣壓力波動會導致流量波動，從而引起量程比的變化。根據上述分析，1#高爐的煤氣流量量程比為3.5∶1，屬于流量計可接受范圍，只要在現場配合溫度、壓力補償措施，可消除壓力波動帶來的氣體密度變化，通過選擇合適的流量傳感器，可以達到良好的計量效果。
2）高爐煤氣含濕問題。采用具有溫度、壓力、濕度實時補償的智能插入式工況流量計，該流量計將溫度、壓力、濕度集中在智能插入式工況流量計傳感器中，不需要現場額外提供溫度、壓力、濕度等傳感器，不需要現場額外多開孔。
3）煤氣在非正常工況下溫度過高問題。在流量計選型的時候，應該選擇耐溫能力強的流量計。因公司整個高爐煤氣管道串聯，無法停氣，只能選擇在線的插入式流量計。
4）高爐煤氣含有粉塵問題。粉塵容易對流量計傳感器造成堵塞，導致壓力無法正常傳導，從而導致流量無法正常測量，此時應選擇適合機械設計合理的防堵性流量計。均速管類流量計由于其正負壓側取壓孔太小，且無法將粉塵排出等（末端封閉）原因，不適合用在1#高爐煤氣總管等含粉塵的場合。其次，為了進一步防止粉塵堵塞，建議在選擇的流量計上帶上反吹掃裝置，改變傳統(tǒng)流量測量裝置分散安裝模式，減少安裝帶來的測量誤差。
5）針對1#高爐煤氣總管直管段不夠的問題，選擇了對直管段要求較短的插入式流量計，同時配合工況校準儀的工況校準，可以達到良好的計量效果。根據流場分布情況，采用了帶反吹掃功能的智能單點插入式工況流量計，并確定最終流量計安裝位置，如圖2 所示。為了避免高爐煤氣總管上方氧氣管的影響，安裝插入式流量計時，將角度進行了稍微傾斜。
結語
智能插入式煤氣流量計解決了溫度過高、直管段不夠長、濕度大等因素帶來的不利影響，使得外供煤氣計量的數據能夠更精確地反映實際情況。這些參數的變化通過工況校準儀進行自適應匹配，讓不同流量范圍的計算后臺對應各自的計算公式，達到了較為可靠的管網平衡，提高了公司高爐煤氣計量的精度，為公司生產能源有效調度和能耗核算奠定了堅實的基礎。