畢托巴流量計(jì)在干熄焦循環(huán)氣體流量測(cè)量中的應(yīng)用

摘 要： 介紹畢托巴流量計(jì)的工作原理、性能特點(diǎn)、安裝投運(yùn)以及在干熄焦循環(huán)氣體流量測(cè)量中的應(yīng)用效果。 
關(guān)鍵字： 畢托巴流量計(jì) 流量測(cè)量 干熄焦循環(huán)氣體 

1.概述 

干熄焦循環(huán)氣體屬于臟氣體，成分復(fù)雜，含有固體顆粒以及酸性、黏性介質(zhì)等，因而其流量測(cè)量難度較大，現(xiàn)在一般采用孔板或者威力巴流量計(jì)進(jìn)行測(cè)量，由于兩者都存在不同的缺陷而造成流量測(cè)量困難，給干熄焦預(yù)存室壓力控制帶來(lái)不穩(wěn)定因素。孔板安裝和維護(hù)時(shí)需要停氣，存在維護(hù)不方便、管道循環(huán)氣體壓損大等問(wèn)題；而威力巴流量計(jì)由于正負(fù)取壓孔偏小容易造成堵塞，造成流量檢測(cè)故障頻繁。 

在韶鋼干熄焦循環(huán)氣體介質(zhì)流量測(cè)量中，使用了威力巴流量計(jì)，主要存在以下三個(gè)方面的問(wèn)題：（1）由于干熄焦循環(huán)氣體中含有黏性、酸性介質(zhì)與固體顆粒，而威力巴流量計(jì)正負(fù)取壓孔均比較小，容易堵塞，進(jìn)而造成測(cè)量不正確。（2）流量計(jì)無(wú)在線(xiàn)維護(hù)裝置，而循環(huán)氣體中含有CO等劇毒氣體，因而在每一次的檢修過(guò)程中，均需要做好嚴(yán)格的安全措施，稍有不慎易造成人員中毒事故，給流量計(jì)的檢修帶來(lái)了很大的困難。（3）流量計(jì)在材料選擇上有問(wèn)題，循環(huán)氣體中因含有SO2、水等介質(zhì)，生成有稀酸，有較強(qiáng)的腐蝕性，造成流量計(jì)腐蝕嚴(yán)重。 

針對(duì)上述問(wèn)題，經(jīng)過(guò)對(duì)畢托巴流量計(jì)的全面了解后，廣東韶鋼集團(tuán)有限公司先后于2010年7月、12月對(duì)兩座干熄焦預(yù)存室旁通管循環(huán)氣體流量檢測(cè)進(jìn)行了改造，在線(xiàn)安裝了兩臺(tái)畢托巴流量計(jì)。 

2.畢托巴流量計(jì)工作原理 

畢托巴流量計(jì)是一種可以用于循環(huán)氣體流量測(cè)量的新型流量計(jì)，可克服孔板、威力巴流量計(jì)的缺點(diǎn)，保證循環(huán)氣體流量的正常準(zhǔn)確測(cè)量。 

畢托巴流量計(jì)是根據(jù)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO3966《封閉管道中流體流量的測(cè)量——采用皮托靜壓管的速度面積法》設(shè)計(jì)的一種節(jié)能型差壓式流量計(jì)，其測(cè)量原理和皮托管測(cè)量原理相同，即提取流速再換算成流體體積流量與質(zhì)量流量的差壓式流量計(jì)。將畢托巴流量計(jì)按設(shè)計(jì)尺寸插入管道中心，總壓孔對(duì)正流體的來(lái)流方向，靜壓孔對(duì)正流體的去流方向，總壓與靜壓之差即所需要的差壓，然后根據(jù)畢托巴風(fēng)洞標(biāo)定曲線(xiàn)擬合出該點(diǎn)的標(biāo)準(zhǔn)差壓來(lái)計(jì)算被測(cè)流體的流量。 

畢托巴流量計(jì)測(cè)量系統(tǒng)由畢托巴流量傳感器、導(dǎo)壓管、在線(xiàn)安裝維護(hù)裝置、差壓變送器、BTB-A系列流量積算儀或DCS組成。畢托巴流量傳感器測(cè)出其本身前后差壓經(jīng)導(dǎo)壓管傳遞至差壓變送器，差壓變送器再將測(cè)量出的差壓信號(hào)以4～20mADC的方式送至BTB-A系列流量積算儀或者DCS。差壓變送器測(cè)得的差壓信號(hào)還是非標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，因此，為了保證畢托巴流量計(jì)的測(cè)量精度，需要在BTB-A系列流量積算儀或者DCS中，根據(jù)生產(chǎn)廠家經(jīng)過(guò)風(fēng)洞標(biāo)定提供的計(jì)算模型和參數(shù)表對(duì)差壓信號(hào)進(jìn)行處理，一般情況下生產(chǎn)廠家提供全量程分五區(qū)系數(shù)修正，以確保修正后探針提取的中心流速與管道內(nèi)各點(diǎn)流速的平均值形成對(duì)應(yīng)關(guān)系，達(dá)到要求的精度水平。 

3.畢托巴流量計(jì)的性能特點(diǎn) 

（1）高精度。畢托巴流量傳感器實(shí)現(xiàn)每臺(tái)都在高精度標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)洞上從0風(fēng)速到150m／s的吹風(fēng)標(biāo)定，測(cè)點(diǎn)在管道中心區(qū)，并把標(biāo)定的數(shù)據(jù)以清華大學(xué)幾十年的吹風(fēng)數(shù)據(jù)庫(kù)為依據(jù)經(jīng)過(guò)復(fù)雜的運(yùn)算得出其修正系數(shù)，且在計(jì)算流量時(shí)根據(jù)對(duì)準(zhǔn)確度的要求（準(zhǔn)確度要求越高分段越多），采用分段修正的方法對(duì)所測(cè)信號(hào)進(jìn)行修正，從而保證畢托巴流量計(jì)在全量程范圍內(nèi)的準(zhǔn)確度。一般情況下，在3％～100％的量程范圍準(zhǔn)確度可達(dá)0.2％。 

（2）*的防堵性能。由于采用背靠背防堵式設(shè)計(jì)，*消除了常規(guī)插入式流量探頭存在易堵塞的弊端，探頭前部形成高壓區(qū)，在高壓區(qū)處形成不規(guī)則渦流，粉塵受自身重力作用自然下落，阻止了顆粒進(jìn)入。另外防堵型畢托巴流量計(jì)的總壓孔尺寸為Φ14mm，靜壓孔為Φ12mm，畢托巴流量計(jì)的傳感器取壓孔的加大，有效地解決了由于被測(cè)介質(zhì)臟物黏堵而影響正常的取壓，從而保證精準(zhǔn)的測(cè)量。 

（3）具備在線(xiàn)安裝維護(hù)功能。畢托巴流量計(jì)由球閥連接裝置和單保護(hù)裝置構(gòu)成了在線(xiàn)維護(hù)、在線(xiàn)清洗的系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了帶壓開(kāi)孔、在線(xiàn)安裝、在線(xiàn)清洗、在線(xiàn)維護(hù)功能。 

（4）壓損小。畢托巴流量傳感器采用了頭形設(shè)計(jì)，其截面積小，在介質(zhì)管道中壓力損失很小，與長(zhǎng)徑噴嘴、孔板、機(jī)翼等節(jié)流流量測(cè)量裝置相比較具有明顯的節(jié)能效果，是一種高效、節(jié)能的中心流速流量探頭，被國(guó)家節(jié)能信息傳播中心推薦為第61號(hào)節(jié)能產(chǎn)品。 

（5）適用范圍廣。畢托巴流量傳感器適用于流速1～150m/s的氣體與0.2～20m/s的液體，具有量程比寬的特點(diǎn)，對(duì)低流速、小流量、大管徑測(cè)量效果更佳。另外，由于傳感器能夠測(cè)量含雜質(zhì)多的介質(zhì)，因此，能夠適用多種流體和多種管道形式。 

（6）可靠性高。由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，設(shè)計(jì)合理，耐磨、耐沖擊、不易堵塞，一體化結(jié)構(gòu)避免了高低腔室之間的信號(hào)滲漏，因而具有可靠性高的優(yōu)點(diǎn)。 

4.畢托巴流量計(jì)在線(xiàn)安裝與投運(yùn) 

由于在安裝畢托巴流量計(jì)時(shí)，廠里干熄焦并沒(méi)有停產(chǎn)。因而采取了在線(xiàn)安裝方式，安裝與投運(yùn)步驟如下。 

（1）在安裝前首先對(duì)安裝畢托巴流量計(jì)的球閥進(jìn)行密閉性和開(kāi)啟試驗(yàn)，按GB/T9113標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。 

（2）根據(jù)畢托巴流量計(jì)設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)以及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況確定安裝位置，并測(cè)量安裝位置處介質(zhì)管道的實(shí)際壁厚，確定能否進(jìn)行實(shí)施在線(xiàn)安裝。 

（3）在介質(zhì)管道密封的情況下直接把球閥安裝底座焊接在煤氣管道上，并把球閥裝好。 

（4）在球閥上安裝在線(xiàn)打孔器，開(kāi)啟球閥，在介質(zhì)管道壁上開(kāi)孔。 

（5）開(kāi)孔完畢后，抽出在線(xiàn)打孔器鉆頭，待鉆頭退到位后關(guān)閉球閥，從球閥上拆下在線(xiàn)打孔器。 

（6）將畢托巴流量計(jì)固定在球閥上，開(kāi)啟球閥，將畢托巴流量計(jì)插入介質(zhì)管道，并保證安裝后頭部位于管道中心線(xiàn)上，確?？倝嚎讓?duì)正來(lái)流方向。密封螺帽，緊固好所有的連接件。 

（7）選擇無(wú)震動(dòng)的位置安裝差壓變送器，并將導(dǎo)壓管連接至畢托巴流量計(jì)，做好所有焊點(diǎn)以及連接部位的氣密性檢查。 

（8）正確將差壓變送器信號(hào)線(xiàn)接至DCS卡件，根據(jù)廠家提供的計(jì)算書(shū)以及計(jì)算模型對(duì)差壓變送器進(jìn)行量程設(shè)置并投運(yùn)，在DCS中對(duì)差壓信號(hào)進(jìn)行處理，使流量能夠正確顯示。 

5.應(yīng)用效果 

采用畢托巴流量計(jì)用于循環(huán)氣體流量測(cè)量后，從運(yùn)行情況來(lái)看，流量檢測(cè)一直穩(wěn)定可靠，沒(méi)有出現(xiàn)過(guò)任何堵塞現(xiàn)象，達(dá)到了理想的防堵性能和穩(wěn)定的取壓功能，有效減少了維護(hù)工作量，并降低了工作時(shí)的危險(xiǎn)性。另外，從測(cè)量的數(shù)據(jù)來(lái)看，與工藝生產(chǎn)數(shù)據(jù)相符，為工藝操作人員提供了可靠的數(shù)據(jù)，滿(mǎn)足了工藝的要求。 

畢托巴流量計(jì)在干熄焦循環(huán)氣體介質(zhì)流量測(cè)量上的效果表明，畢托巴流量計(jì)能夠從根本上解決較臟氣體的流量測(cè)量，適合干熄焦循環(huán)氣體、熱電一次和二次風(fēng)、高爐煤氣、焦?fàn)t煤氣等含雜質(zhì)較多的氣體流量測(cè)量。(