萊鋼混合煤氣的密度補(bǔ)償計(jì)算
2011-09-16 03:21:50李夕平李莉芝
中國(guó)設(shè)備工程 2011年8期
李夕平，李莉芝，劉 偉
（萊蕪鋼鐵集團(tuán)有限公司，山東 萊蕪 271104）
1.萊鋼混合煤氣計(jì)量概況
萊鋼的主要軋材生產(chǎn)線，包括棒材廠、型鋼廠、板帶廠，均使用混合煤氣作為基本加熱能源，熱電廠混合煤氣加壓站將高爐煤氣配入焦?fàn)t煤氣中加壓后統(tǒng)一供出。對(duì)于煤氣的計(jì)量，大都采用孔板作為節(jié)流裝置，高焦配比的變化引起混合介質(zhì)平均密度的變化，給計(jì)量運(yùn)算帶來(lái)諸多困難?；旌辖橘|(zhì)瞬時(shí)流量運(yùn)算若采用動(dòng)態(tài)密度值，存在很大困難，特別是成分變化引起的密度變化，在計(jì)量運(yùn)算中十分棘手，計(jì)算公式模型繁瑣。因此在混合煤氣計(jì)量?jī)x表中將配比認(rèn)定為常數(shù)來(lái)運(yùn)算，在報(bào)表時(shí)進(jìn)行相應(yīng)配比數(shù)據(jù)補(bǔ)償計(jì)算。
高焦配比的波動(dòng)對(duì)混合煤氣的體積影響很大。當(dāng)焦?fàn)t煤氣供應(yīng)緊張時(shí)，混合煤氣中高爐煤氣的比例較大，平均維持在高焦比2：1左右，有時(shí)高達(dá)3：1，而管路計(jì)量的孔板設(shè)計(jì)計(jì)算是以高焦比2：1配比為基準(zhǔn)的。當(dāng)焦?fàn)t煤氣大量配入時(shí)，高爐煤氣配入量減少，混合煤氣配比顯著降低，每10天平均配比最低曾達(dá)到0.2：1以下。因此混合煤氣配比與密度的相互關(guān)系在計(jì)量運(yùn)算中需重新進(jìn)行密度補(bǔ)償計(jì)算。
2.計(jì)量模型中密度的處理方法及其原理
流量計(jì)算的基本公式為：
式中：M——質(zhì)量流量，kg/h；
k——流量系數(shù)；
ΔP——差壓值；
ρ1——工作狀態(tài)下的密度值。
由于氣體計(jì)量一般以標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積數(shù)為依據(jù)，故對(duì)煤氣的計(jì)量同樣也折算成標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)（1atm，20℃）下的體積流量，即：
式中：ρN——為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的煤氣密度值。
單一介質(zhì)的流量計(jì)量，公式中的密度ρ1一般采用壓力和溫度的函數(shù)數(shù)學(xué)模型運(yùn)算來(lái)求得，對(duì)狀態(tài)恒定或變化不大的可以將密度看作常數(shù)。對(duì)混合氣體的計(jì)量比起單一氣體要復(fù)雜得多，特別是密度的計(jì)算不僅涉及溫度、壓力，還涉及組份及其配比。在實(shí)際計(jì)量中，各混合煤氣計(jì)量孔板的溫度和壓力參數(shù)參照正常值設(shè)定為常數(shù)，而配比也認(rèn)定為常數(shù)2：1，即在儀表中密度被認(rèn)定為常數(shù)來(lái)計(jì)算，這樣就需要對(duì)儀表計(jì)算出的流量數(shù)據(jù)根據(jù)密度進(jìn)行適當(dāng)?shù)难a(bǔ)正。
(1)密度的溫壓補(bǔ)償處理及其依據(jù)
公司各混合煤氣用戶計(jì)量點(diǎn)孔板計(jì)算溫度、壓力設(shè)定值如表1所示。
表1 混合煤氣用戶計(jì)量點(diǎn)孔板計(jì)算溫度、壓力設(shè)定值
（2）密度的配比補(bǔ)償
上面說(shuō)明了流量的溫壓補(bǔ)償問(wèn)題，至于配比問(wèn)題需要再考慮。煤氣的瞬時(shí)配比測(cè)量及其相應(yīng)密度的計(jì)算在計(jì)量?jī)x表中又是很棘手的問(wèn)題，同樣需要化繁為簡(jiǎn)，先在儀表中以固定的配比來(lái)計(jì)算，最后再以一定時(shí)間段的平均配比對(duì)儀表計(jì)量出的數(shù)據(jù)進(jìn)行配比密度補(bǔ)償。這種計(jì)量修正方法非常簡(jiǎn)便，既省去了混合介質(zhì)流量測(cè)量的諸多棘手問(wèn)題，又能比較準(zhǔn)確地計(jì)量出流量值，有它的顯著使用效果。
當(dāng)配比為X：1時(shí)，由于孔板設(shè)計(jì)為配比2：1，即計(jì)量?jī)x表是以配比2：1時(shí)的密度計(jì)算流量，所以儀表運(yùn)算數(shù)據(jù)為：
3.配比密度補(bǔ)償?shù)淖饔眉靶Ч?/h2>
在配比密度補(bǔ)償前，混合煤氣中平均高焦比數(shù)值較高，一般在2：1左右，高時(shí)可達(dá)3：1以上，由表2可以看出，此時(shí)的補(bǔ)償系數(shù)差值不大，一般低于5%。受生產(chǎn)波動(dòng)的影響，煤氣的使用狀況也不斷變化，摻入的高爐煤氣比例變化很大，混合煤氣高焦配比波動(dòng)特別大。高爐煤氣經(jīng)常停止配入，每10天平均配比最低已達(dá)0.2：1以下，由表2可以看出，這時(shí)的密度補(bǔ)償系數(shù)差值高達(dá)30%以上，進(jìn)行儀表運(yùn)算數(shù)據(jù)的補(bǔ)正尤為必要。
表2 配比密度補(bǔ)償系數(shù)表
萊鋼的混合煤氣財(cái)務(wù)結(jié)算即以此計(jì)量?jī)x表補(bǔ)償后數(shù)據(jù)為準(zhǔn)，配比密度補(bǔ)償?shù)慕Y(jié)算差值每年可達(dá)人民幣1 500萬(wàn)元，這對(duì)供用結(jié)算雙方都很重要。通過(guò)配比密度補(bǔ)償，為生產(chǎn)的成本核算和節(jié)能降耗提供了更為準(zhǔn)確的計(jì)量依據(jù)，并為同類行業(yè)提供了重要的借鑒意義。同時(shí)，配比密度補(bǔ)償對(duì)計(jì)量統(tǒng)計(jì)工作也非常重要的，煤氣用戶很多，煤氣的統(tǒng)計(jì)平衡（不僅僅是混合煤氣，相關(guān)聯(lián)的還有焦?fàn)t煤氣平衡和高爐煤氣平衡）一直是比較困難的工作，配比密度補(bǔ)償大大提高了計(jì)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，降低了煤氣平衡工作的難度。
目前，煤氣的日平衡工作，已在原來(lái)每月的密度補(bǔ)償計(jì)算的基礎(chǔ)上細(xì)化到每天進(jìn)行混合煤氣的密度補(bǔ)償計(jì)算，使出具的數(shù)據(jù)更加準(zhǔn)確，更加切合生產(chǎn)實(shí)際，得到了用戶的一致認(rèn)可。
