萊鋼煉鐵廠新型煤氣計量儀表的應用

劉曉兵

（山鋼股份萊蕪分公司 煉鐵廠，山東 萊蕪271104）

1 現狀分析

在煉鐵和燒結系統中，高爐煤氣和焦爐煤氣是主要的氣體燃料，氣體成分多變復雜。高爐煤氣主要是由高爐產生的荒煤氣經凈化后匯入高爐煤氣總管，焦爐煤氣主要產自焦炭的焦化過程。高爐煤氣和焦爐煤氣中含有大量的粉塵、顆粒、焦油、萘等雜質，在使用過程中，氣體流量較低，計量的時候容易造成計量失準。尤其是煤氣中的焦油和萘在節流件、測壓孔上粘附和低溫下結晶，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凍結，這些都會造成流量計測壓孔堵塞，節流件變形，嚴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高爐熱風爐用高爐煤氣原計量裝置均采用威力巴流量計，該流量計為插入式設備，采用在流量傳感器高、低壓區按一定準則排布的多點取壓方式測量。但由于取壓孔較小，高爐煤氣中含有大量的粉塵、顆粒，使流量計取壓孔發生不同程度的堵塞，加之煤氣計量裝置使用年限較長，使得高爐煤氣的計量發生偏差，計量準確度降低。

1#高爐熱風爐用焦爐煤氣計量裝置為孔板流量計，1#105 m3燒結機用焦爐煤氣計量裝置為阿牛巴流量計，5#、6#高爐熱風爐用焦爐煤氣計量裝置為V錐流量計。這3臺流量計均安裝在焦爐煤氣管道的水平段，孔板及V錐流量計均會在管道上形成變徑阻力，影響計量準確性；其中又因阿牛巴流量計也是采用多點取壓方式，因取壓孔較小，由于焦爐煤氣中含有的焦油、萘等雜質，造成計量失準。

2 流量計選型及應用

根據各座高爐煤氣具體的使用情況，結合現場決定對 2#、5#、6#高爐熱風爐用高爐煤氣、1#、5#、6#高爐熱風爐用焦爐煤氣、1#燒結機用焦爐煤氣流量計進行改造。

2.1 流量計選型原則

根據現場測量介質與測量環境的分析，所選用的計量儀表自身應具有以下優點。1）節能。一次測量元件智能探針應選用不銹鋼材質制成，其截面積要很小，在介質管道中幾乎無壓力損失，從而減少運行成本。2）可靠性高。因測量介質中雜質較多，要求流量計探針結構設計合理且簡單，保證導壓管內介質不流動，雜物不易進入，能長時間保持測量精度。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，即可實現流量計的安裝。4）無需維護。一次測量元件探針本身無需維護，只需按計量器具定期檢定要求對差壓變送器進行零點和滿度的校驗，以及二次表輸入相應的電流進行校驗。5）耐高溫高壓。結合測量點現場具體情況和測量介質的種類，一次元件智能探針材質應選用1Cr18Ni9Ti不銹鋼，可耐介質最高溫度650℃，介質最高壓力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 改造實施過程

改造方法。新型流量計改造時采用在水平管道上從上往下的改造方式，考慮到現場實際測量位置，決定全部采用法蘭連接方式。改造時，只需在測量管道上提前焊接好法蘭底座，然后再進行帶壓開孔，最后將流量計插入管道中，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，改造點上游直管段長度≮10倍管道內徑，下游直管段長度≮5 倍管道內徑［2］。

2）在改造點提前焊接好法蘭底座，然后采用帶壓開孔方式開孔，流量計在插入管道前應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管與差壓變送器相連接，要求兩導壓管應位于同一水平面，彎度盡量保持一致，防止因兩導壓管高度不同引起的測量失準，并且所有管道接頭等連接緊密，防止漏氣。

現場流量計安裝后示意圖見圖1。

圖1 新型流量計安裝示意圖

4）因流量計使用于煤氣計量，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通過網線上位機通訊，將流量數據在上位機顯示，給生產人員提供操作依據。屏蔽信號電纜通過1個隔爆密封接頭與隔爆金屬導線管連接。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1次閥門關閉，打開變送器兩端的排氣閥，觀察變送器零點是否正確，若有偏差應進行調零。零點調整既可通過調整變送器的外部調零螺釘，也可使用BT200手持智能終端進行調零。

6）使用BT200手持智能終端連接差壓變送器，設置測量參數，包含變送器量程、測量范圍上下極限、阻尼時間常數、流量計算參數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 新型流量計應用效果

使用新型流量計后，不僅測量數據運行穩定，而且儀器防堵功能出色，未出現儀表堵塞情況，提高了計量的準確性，保證了高爐機燒結機的精準操作。

參考文獻：

［1］ 任學弟.影響孔板流量計進行煤氣流量計量的因素探究［J］.工業計量，2005（2）：25-28.

［2］ 應啟夏，趙學瑞.流量檢測及儀表［M］.上海：上海交通大學出版社，1987.