萊鋼煉鐵廠新型煤氣計(jì)量儀表的應(yīng)用

劉曉兵

（山鋼股份萊蕪分公司 煉鐵廠，山東 萊蕪271104）

1 現(xiàn)狀分析

在煉鐵和燒結(jié)系統(tǒng)中，高爐煤氣和焦?fàn)t煤氣是主要的氣體燃料，氣體成分多變復(fù)雜。高爐煤氣主要是由高爐產(chǎn)生的荒煤氣經(jīng)凈化后匯入高爐煤氣總管，焦?fàn)t煤氣主要產(chǎn)自焦炭的焦化過程。高爐煤氣和焦?fàn)t煤氣中含有大量的粉塵、顆粒、焦油、萘等雜質(zhì)，在使用過程中，氣體流量較低，計(jì)量的時(shí)候容易造成計(jì)量失準(zhǔn)。尤其是煤氣中的焦油和萘在節(jié)流件、測壓孔上粘附和低溫下結(jié)晶，煤氣中的粉塵、顆粒會對儀表造成堵塞，煤氣中的水分在冬季時(shí)凍結(jié)，這些都會造成流量計(jì)測壓孔堵塞，節(jié)流件變形，嚴(yán)重的甚至有可能造成流體不能在管道流通的惡劣情況［1］。

山鋼股份萊蕪分公司煉鐵廠2#、5#、6#1 080 m3高爐熱風(fēng)爐用高爐煤氣原計(jì)量裝置均采用威力巴流量計(jì)，該流量計(jì)為插入式設(shè)備，采用在流量傳感器高、低壓區(qū)按一定準(zhǔn)則排布的多點(diǎn)取壓方式測量。但由于取壓孔較小，高爐煤氣中含有大量的粉塵、顆粒，使流量計(jì)取壓孔發(fā)生不同程度的堵塞，加之煤氣計(jì)量裝置使用年限較長，使得高爐煤氣的計(jì)量發(fā)生偏差，計(jì)量準(zhǔn)確度降低。

1#高爐熱風(fēng)爐用焦?fàn)t煤氣計(jì)量裝置為孔板流量計(jì)，1#105 m3燒結(jié)機(jī)用焦?fàn)t煤氣計(jì)量裝置為阿牛巴流量計(jì)，5#、6#高爐熱風(fēng)爐用焦?fàn)t煤氣計(jì)量裝置為V錐流量計(jì)。這3臺流量計(jì)均安裝在焦?fàn)t煤氣管道的水平段，孔板及V錐流量計(jì)均會在管道上形成變徑阻力，影響計(jì)量準(zhǔn)確性；其中又因阿牛巴流量計(jì)也是采用多點(diǎn)取壓方式，因取壓孔較小，由于焦?fàn)t煤氣中含有的焦油、萘等雜質(zhì)，造成計(jì)量失準(zhǔn)。

2 流量計(jì)選型及應(yīng)用

根據(jù)各座高爐煤氣具體的使用情況，結(jié)合現(xiàn)場決定對 2#、5#、6#高爐熱風(fēng)爐用高爐煤氣、1#、5#、6#高爐熱風(fēng)爐用焦?fàn)t煤氣、1#燒結(jié)機(jī)用焦?fàn)t煤氣流量計(jì)進(jìn)行改造。

2.1 流量計(jì)選型原則

根據(jù)現(xiàn)場測量介質(zhì)與測量環(huán)境的分析，所選用的計(jì)量儀表自身應(yīng)具有以下優(yōu)點(diǎn)。1）節(jié)能。一次測量元件智能探針應(yīng)選用不銹鋼材質(zhì)制成，其截面積要很小，在介質(zhì)管道中幾乎無壓力損失，從而減少運(yùn)行成本。2）可靠性高。因測量介質(zhì)中雜質(zhì)較多，要求流量計(jì)探針結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理且簡單，保證導(dǎo)壓管內(nèi)介質(zhì)不流動，雜物不易進(jìn)入，能長時(shí)間保持測量精度。3）安裝簡便。只需在管道合適位置上打孔，將一次元件探針插入管道中心，即可實(shí)現(xiàn)流量計(jì)的安裝。4）無需維護(hù)。一次測量元件探針本身無需維護(hù)，只需按計(jì)量器具定期檢定要求對差壓變送器進(jìn)行零點(diǎn)和滿度的校驗(yàn)，以及二次表輸入相應(yīng)的電流進(jìn)行校驗(yàn)。5）耐高溫高壓。結(jié)合測量點(diǎn)現(xiàn)場具體情況和測量介質(zhì)的種類，一次元件智能探針材質(zhì)應(yīng)選用1Cr18Ni9Ti不銹鋼，可耐介質(zhì)最高溫度650℃，介質(zhì)最高壓力32 MPa。6）測量范圍廣。流量在0.2～50 000 t/h都可以精確測量。尤其是對低流速、小流量、大管徑的測量。

2.2 改造實(shí)施過程

改造方法。新型流量計(jì)改造時(shí)采用在水平管道上從上往下的改造方式，考慮到現(xiàn)場實(shí)際測量位置，決定全部采用法蘭連接方式。改造時(shí)，只需在測量管道上提前焊接好法蘭底座，然后再進(jìn)行帶壓開孔，最后將流量計(jì)插入管道中，通過螺栓與法蘭緊固即可。

改造步驟如下。

1）確定改造位置。改造位置選取在直管段，改造點(diǎn)上游直管段長度≮10倍管道內(nèi)徑，下游直管段長度≮5 倍管道內(nèi)徑［2］。

2）在改造點(diǎn)提前焊接好法蘭底座，然后采用帶壓開孔方式開孔，流量計(jì)在插入管道前應(yīng)檢查插入尺寸和頭部方向，要保證改造后頭部位于管道中心線上且在管道內(nèi)徑的一半，使正向取壓孔對正來流方向。

3）在探針插入管道后，法蘭盤緊固完成，將正壓和靜壓的引出導(dǎo)管與差壓變送器相連接，要求兩導(dǎo)壓管應(yīng)位于同一水平面，彎度盡量保持一致，防止因兩導(dǎo)壓管高度不同引起的測量失準(zhǔn)，并且所有管道接頭等連接緊密，防止漏氣。

現(xiàn)場流量計(jì)安裝后示意圖見圖1。

圖1 新型流量計(jì)安裝示意圖

4）因流量計(jì)使用于煤氣計(jì)量，所以選用EJA隔爆型差壓變送器，差壓變送器通過屏蔽信號線與配電室內(nèi)的配電器連接，配電器通過屏蔽信號線與二次儀表、PLC連接，配線過程如圖2所示。PLC通過網(wǎng)線上位機(jī)通訊，將流量數(shù)據(jù)在上位機(jī)顯示，給生產(chǎn)人員提供操作依據(jù)。屏蔽信號電纜通過1個(gè)隔爆密封接頭與隔爆金屬導(dǎo)線管連接。密封配件必須安裝在接線盒配線口處，以便密封。在接線盒配線口和防爆密封接頭的螺紋部涂抹不硬化的密封劑，用以防水，具體實(shí)施位置及要求見圖3。

圖2 配線連接示意圖

圖3 密封安裝示意圖

5）連接好差壓變送器信號線，將差壓變送器24 V直流電源投入，將兩個(gè)1次閥門關(guān)閉，打開變送器兩端的排氣閥，觀察變送器零點(diǎn)是否正確，若有偏差應(yīng)進(jìn)行調(diào)零。零點(diǎn)調(diào)整既可通過調(diào)整變送器的外部調(diào)零螺釘，也可使用BT200手持智能終端進(jìn)行調(diào)零。

6）使用BT200手持智能終端連接差壓變送器，設(shè)置測量參數(shù)，包含變送器量程、測量范圍上下極限、阻尼時(shí)間常數(shù)、流量計(jì)算參數(shù)K值等。BT200手持智能終端連接差壓變送器方式如圖4所示。

圖4 BT200與差壓變送器連接示意圖

3 新型流量計(jì)應(yīng)用效果

使用新型流量計(jì)后，不僅測量數(shù)據(jù)運(yùn)行穩(wěn)定，而且儀器防堵功能出色，未出現(xiàn)儀表堵塞情況，提高了計(jì)量的準(zhǔn)確性，保證了高爐機(jī)燒結(jié)機(jī)的精準(zhǔn)操作。

參考文獻(xiàn)：

［1］ 任學(xué)弟.影響孔板流量計(jì)進(jìn)行煤氣流量計(jì)量的因素探究［J］.工業(yè)計(jì)量，2005（2）：25-28.

［2］ 應(yīng)啟夏，趙學(xué)瑞.流量檢測及儀表［M］.上海：上海交通大學(xué)出版社，1987.