應用畢托巴流量計提高高爐煤氣流量測量精度的研究

作為高耗能生產(chǎn)的典型，冶金行業(yè)的眾多企業(yè)一直在通過各種舉措，努力降低生產(chǎn)耗能，以提高生產(chǎn)效率。作為鋼鐵冶金企業(yè)所應用的重要燃氣之一，高爐煤氣的計量測試在很大程度上關系到冶金工藝操作以及企業(yè)生產(chǎn)成本和經(jīng)濟效益，因此準確對高爐煤氣流量進行測量十分重要。本文從高爐煤氣計量現(xiàn)狀、畢托巴流量計結構、特點以及原理入手，探討畢托巴流量計在高爐煤氣流量測量中的應用，以及其是如何提高煤氣流量精度的。

畢托巴流量計是當前一種先進的流體流量計量工具，而且其已經(jīng)被廣泛應用于工業(yè)生產(chǎn)的各個領域，自然也被應用在高爐煤氣流量測量方面。結合已有的實踐經(jīng)驗，筆者發(fā)現(xiàn)應用畢托巴流量計測量高爐煤氣流量的精度要高于傳統(tǒng)的流量計。因此，筆者通過介紹畢托巴流量計的結構、原理以及特點，對比畢托巴流量計與傳統(tǒng)流量計，以了解為何畢托巴流量計能夠提高測量精度，

1. 畢托巴流量計結構原理

雖然已經(jīng)有相當部分企業(yè)開始應用畢托巴流量計測量高爐煤氣流量，但是整體來說，應用傳統(tǒng)孔板式流量計的企業(yè)較多。雖然，孔板式流量計的技術較為成熟，應用普及時間也較長，但是在生產(chǎn)實踐中會發(fā)現(xiàn)，孔板式流量計存在許多缺陷，以至于影響企業(yè)的正常生產(chǎn)。因此，人們開始把目光轉到畢托巴流量計上，對此需要先了解畢托巴流量計的結構以及原理。

1.1畢托巴流量計結構

如圖1所示，畢托巴流量計的構成十分簡單。畢托巴流量計主要由以下幾個設備構成：節(jié)流件和取壓裝置；信號管路（負責傳輸差壓信號）；差壓計（負責測量差壓值）；顯示儀表。另外，畢托巴流量計還有與其配套的一整套監(jiān)控系統(tǒng)，包括：積算儀、數(shù)據(jù)采集模塊、管理中心控制系統(tǒng)等。

1.2畢托巴流量計的工作原理

畢托巴流量計所采用的***根本原理是皮托管原理。該原理的主要內(nèi)容是：測量管道中心流體的速度，然后通過公式將其換算成流體的體積流量與質量流量。一直以來皮托管原理被廣泛應用在風洞測試、航空發(fā)動機氣體動力測試以及飛行器飛行速度測試等航空航天領域。

畢托巴在工作時，首先要通過插入式安裝方式將其安裝在相應的管段，并利用螺紋和法蘭固定好。當安裝完畢開始進行流量測量時，先測量得到位于管道中心探針的全壓孔與靜壓孔之間的壓力差，隨后積算儀根據(jù)壓力差自動計算出流體的實際流量，所得結果***終被顯示在控制器的屏幕上。

2 .畢托巴流量計是如何提高測量精度的

在探討畢托巴流量計是如何提高測量精度之前，首先要了解傳統(tǒng)孔板式流量計存在哪些會影響測量精度的弊端。，孔板式流量計會出現(xiàn)磨損?，F(xiàn)有的實踐證實，在長期使用后，孔板式流量計的孔板入口邊緣會出現(xiàn)磨損，導致流量計的精度受到很大影響。第二，存在易積蓄污垢的死角?？装迳嫌未嬖跁氯瑵駳怏w、臟污流的死角，而一旦死角出現(xiàn)積液，則極有可能干擾氣流，造成誤差進而影響測量精度。第三，孔板式流量計需要應用在較長且直的管段上在彎管或者長度不夠的情況下無法應用。第四，孔板式流量計并不符合當前節(jié)能環(huán)保的要求，經(jīng)常出現(xiàn)較大的壓力損失。

當然，孔板式流量計測量精度不高的原因并不僅僅是該流量計存在缺陷，還因為高爐煤氣本來就存在較多的雜質，而且對在線清洗的要求較高。因此，要想提高高爐煤氣流量測量的精度，需要從以上方面著手研究。

2.2畢托巴流量計提高高爐煤氣測量精度的研究

畢托巴流量計在測量高爐煤氣流量方面之所以有較高的精度，是因為很好的規(guī)避了孔板式流量計的弊端，并且解決了高爐煤氣測量存在的難點?？偠灾?，畢托巴流量計的優(yōu)勢是其能夠提高測量精度的關鍵所在。

，在長時間工作狀態(tài)下，都能夠保持較高的精度。之所以該流量計在長時間工作下均能保持精度，主要與其當初的設計有關：首先，流量計被設計為可以以管道中心位置作為測試點；其次，其設計參考了風洞試驗，吹風標定達到了0m/s～150m/s；再者，流量計有清華大學幾十年吹風試驗積累的數(shù)據(jù)做依據(jù)；***后，流量計在計算流量時對測量信號進行分段修正，每一段均有一個修正系數(shù)，這足以保證流

量計長時間工作中都能保持較高精度。第二，壓力損失較小。

從前文的實物示意圖中可以看出，流量計探針被設計成子彈頭型，這種新裝極大的降低了壓力損失，即可保證測量的高精度，又達到了節(jié)能環(huán)保的要求。第三，材料特殊，可靠性好。傳感器探頭一般由不銹鋼材料支撐，且探針結構設計簡單合理，很少堆積雜物，因此其在流量測量時具有較高可靠性。另外，由于材料采用的是不銹鋼，因此流量計探針可以承受較高的溫度與較高的壓力，不容易出現(xiàn)磨損，使用壽命較長?？傊呁邪土髁坑嫅{借其獨特的優(yōu)勢提高了高爐煤

氣流量測量的精度，而且還能夠提高節(jié)能環(huán)保效率，減少維護人員的工作量。

3.畢托巴流量計的應用實例分析

本文參照淄博張鋼鋼鐵有限公司應用畢托巴流量計的實際案例進行分析。張鋼公司分別與2011年、2014年和2016年在電廠鍋爐、修罐間和高爐安裝并試運行了5套畢托巴流量計，并利用PLC系統(tǒng)將傳輸信號通過計算書公式轉換成流量值。經(jīng)過一段時間的試運行，公司發(fā)現(xiàn)該裝置具有較好的節(jié)能效果，且整個試運過程中流量計始終保持了良好的工作水平。另外，公司還發(fā)現(xiàn)，與之前采用的流量計測量結果相比，畢托巴流量計的精度更高，結果更準確?？傊?，畢托巴流量計在張鋼公司的成功應用，證實了其確實具備傳統(tǒng)流量計所不具備的優(yōu)勢，值得推廣應用。

4.結語

科學技術的快速發(fā)展使得許多技術更為先進的流量計被應用到實際生產(chǎn)生活中，這極大的提高了社會生產(chǎn)生活效率，為社會生產(chǎn)的發(fā)展做出了重要的貢獻。畢托巴流量計作為技術先進流量計的代表，在提高高爐煤氣流量測量精度方面起到很大作用，而且在提高精度的同時還能提高管理效率，節(jié)能環(huán)保，因此這種流量計值得推廣應用。