弯管流量计的工程应用
时间:2021-12-31 阅读:384
【摘要】简述了大口径烟气弯管漉量计的工作原理,详细介绍了弯管流量计在责溪冶炼厂精矿干燥系统中的工程应用情况及其特点。
关键词:冶金企业,大口径烟气管道流量计,弯管流量计,工程应用
在冶金企业的生产过程中,有诸多的工序要产生大量的烟气,烟气流量对于生产操作是很重要的技术参数。由于在冶金企业中输送烟气的管道口径较大,通常在1—2 m之间,且烟气含尘高、湿度大、腐蚀性强,采用常规方法难以完成这种烟气流量的测量,贵溪冶炼厂曾经使用过国外引进的涡轮流量计和毕托管流量计,也曾试用过涡街流量计,但均因不能适应上述工况条件而放弃。为解决这一难题,贵溪冶炼厂与中南工业大学合作,经过多年努力,共同研制开发了大口径烟气弯管流量计及一整套设计方法。经过鉴定,研制成功的弯管流量计的各项性能指标达到了设计要求。几年来贵溪冶炼厂利用每年设备年修的机会,将工艺管道上的多处弯管设计改装成弯管流量计,投入运行至今,工作一直稳定可靠,满足了工艺操作的需要。
1.弯管流量计的工作原理和流量方程式
弯管流量计是一种将流体的动量转换成压力的动压式流量仪表,图1所示是弯管流量计工作原理示意图。当稳定的流体通过弯管时,由于改变了流体的方向而产生离心力,在此离心力的作用下.沿着弯管中心径向曲率轴线存在着一压力梯度,由此在弯管的内外
侧壁上产生压力差,这个压力差的平方根与管内流体的流速成正比。因此,只要测量出弯管内外侧壁的压力差就可求算出流体的流量,这就是弯管流量计的基本工作原理。
2.工程应用实例
现以贵溪冶炼厂精矿气流干燥排烟管道上的弯管流量计为例,介绍弯管流量计工程应用情况及其特点。
2.1工程计算
贵溪冶炼厂精矿气流干燥工序的工艺设计参数如下:
2.2流量测量系统组成及安装调试
图2所示是弯管流量计流量测量系统组成示意图。由差压变送器将弯管获得的差压信号转换成4—20mA电流信号,送人集散控制系统DCS中进行开方运算,得出的流量值在CRT上显示。
由于是利用工艺烟气管道上的弯管来测量流量,因此对弯管上下游直管段长度的要求受到了限制,由此产生的测量附加误差可以在实际运行中加以修正,弯管内外侧取压孔开在450±30处且成一条直线,用一根直棒可以往复自由滑动,取压孔的直径为唾r20 mm。因弯管产生的差压很小是微差压,故对差压变送器的选用要求较严,我们选用了美国Honeywell公司的ST31X10智能变送器,这种差压变送器性能很好,精确度优于0.25%,安装在振动较小的支架上,差压变进器的量程范围按计算值设定为0-279kPa。为了防
止弯管上的取压孔被烟尘堵塞,这里采用了反吹气平衡取压法,选用日本横河的吹气装置,所用气源使用仪表专用压缩空气。
2.3弯管流量计的标定
由于受现场条件的限制,目前尚找不到一种标准流量计来标定这种大口径的弯管流量计,因此利用干燥排风机的特性曲线(轴功率与排风量的关系曲线),以排风机的排风量(随排风机的功率亦即电流的大小不同)作为参考量(标准量)与弯管流量计的显示流量
值比较。来求算出流量计的流量示值误差。表1、表2是弯管流量计现场校验记录表。
3结论与建议
根据多年应用及多次测试的结果,可以确定这种大FI径弯管流量计具有以下特点:
①因是利用工艺管道上的弯管,故安装容易且安装费用和制作成本低;
②由于弯管上的取压孔较大,故取压孔不易堵塞,如果介质含尘很高,可采用反吹气平衡取压法。此外,弯管流量计结构简单,在测量条件恶劣的情况下发生故障和废弃的几率很小,就其本身而言无需备品,维护量小,维修费用低;
③弯管流量计无任何阻力件,产生的附加压力损失小,是节能型传感器;
④由于在大流量下,弯管流量计的梳量系数比较稳定且阻力损失很小,测量精确度相对而言比较高,所以特别适合应用于大口径管道、大流量、介质条件比较差(如含尘、腐蚀性强等)的流体流量的测量;
⑤反应灵敏、再现性能好、工作稳定可靠;
⑥量程比较小,只能达到2.5:l,且测量精确度一般,但能满足大部分工业过程量的监控要求;
⑦标定困难。
由此可见,研制开发的这种大口径弯管流量计特别适合于冶金企业大I:1径管道的烟气流量的测量,应用前景广阔,应加以推广。就贵溪冶炼厂而言已有多年成功应用的经验,目前已经在闪速炉、转炉等排烟管道上采用了这种技术,即利用已有的工艺管道上的弯管设计流量计来测各处的排烟量.这样既有利于工艺操作,为减小系统漏风率、提高设备的运行效率提供了基础性的技术参数,又降低了设备投资和维修费用。正因为有如此众多的优点,因此,在贵溪冶炼厂二期工程中大量采用了这种技术,节约了设备投资,获得了良好的经济效益。