在炼铁和烧结系统中,煤气是生产过程中产生的重要气体燃料。对于煤气而言,通常会含有粉尘、颗粒物、焦油、水分等杂质,粉尘和颗粒物会附着在流量传感器或测量部件上,导致信号传输不准确;焦油和水分的黏性较强,容易在管道内壁和仪表表面形成积聚,导致气体流量无法精确测量;因此,这就要求在选用自动化计量仪表时,需特别关注其精确性和适应性,以确保计量的精确性。
1、常见问题
目前,企业应用较多的煤气计量仪表有德尔塔巴流量计、孔板流量计、阿牛巴流量计和 V 锥流量计、超声波流量计等,这些流量计在实际应用中常遇到以下问题:
①高炉煤气中粉尘积聚较多,导致一些管类流量计的取压孔位置和取压管处出现堵塞现象,导致仪表的可靠性和灵敏度降低;
②气体超声波流量计的 TRT系统停机再次重新启动时,由于此时高炉煤气的温度较高,远远高于流量计的使用温度限值,无法正常使用;
③高炉煤气含湿,会严重干扰流量计的正常工作;
④高炉煤气总管直管段不够、尺寸不合适等,导致一般厂家的流量计无法满足直管段要求。
2、优化方案
针对高炉生产中煤气计量仪表面临的各种问题,在选型过程中应进行系统分析,以适应现场的测量介质和环境条件。选择仪表时,应确保以下特点:
①可靠性:由于测量介质中含有较多杂质,因此流量计的探针结构应简洁,确保杂物不易进入,从而保持长期稳定的测量精度;
②安装便捷:流量计的安装过程应简单、便捷,通常只需要在管道上选择一个适当的位置,并采用专业器具钻取适宜孔径的孔,再将一次元件探针插入即可;
③耐高温高压:一次元件探针的材质应选用高性能、耐高温特性优异的采用,如 1Cr18Ni9Ti 材质。
④无需维护:一次测量元件探针不需要进行频繁维护,仅需按照计量器具的定期检定要求对其进行定期校验即可。
⑤测量范围广:能精确测量流量范围从0.2~50000t/h,特别适用于低流速、小流量和大管径的测量需求。
具体优化方案为:
首先,针对煤气在异常工况下温度过高的问题:优选耐高温性能优异的流量计,在实际运行过程中,由于高炉煤气管道系统不能随意停气,建议优选在线的插入式流量计。
其次,针对高炉煤气中粉尘的影响:粉尘含量过高会堵塞流量计传感器,使得流量测量异常,因此,应选用防堵设计、抗污能力强的流量计。例如,管类流量计由于取压孔较小,并且末端呈开放结构,易导致粉尘积聚,不适用于高炉煤气总管粉尘含量较高的应用场合。因此,应尽可能选用带有反吹扫装置的流量计,降低粉尘堵塞影响,以提升流量计应用可靠性。
最后,针对高炉煤气总管直管段不足的问题:在总管直管段不足的情况下,一是考虑可以在流量计前安装流量整流器,以消除管道内的湍流,优化气体流场,有效降低因直管段不足引起的测量误差;二是选用对直管段要求较低的仪表,如涡街流量计等。