混合煤氣流量測量中的補(bǔ)償算法及實(shí)現(xiàn)
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目前，國內(nèi)外節(jié)流式流量計(jì)在石灰窯煤氣流量的檢測中都占有較大比重，尤其是在國內(nèi)，節(jié)流式流量計(jì)所占比重更大。另外，非固定混合比的混合氣體的流量檢測也是工業(yè)流量測量中的技術(shù)難點(diǎn)。因此，本文重點(diǎn)推導(dǎo)了在套筒式石灰窯中混合煤氣流量檢測中的密度補(bǔ)償算法并簡單說明了這種算法如何應(yīng)用于實(shí)際。這有利于提高石灰窯混合煤氣流量檢測的精度、穩(wěn)定石灰生產(chǎn)過程的煅燒溫度，進(jìn)而可提高石灰的質(zhì)量、減少能耗。
1 煤氣流量檢測系統(tǒng)分析
為便于分析，文章以梅山石灰窯為研究對(duì)象。梅山石灰窯采用的是套筒窯結(jié)構(gòu)。燃料主要是轉(zhuǎn)爐煤氣，為增加煤氣的燃燒熱值，在轉(zhuǎn)爐煤氣中又加入了焦?fàn)t煤氣。下圖為梅山石灰窯煤氣流量檢測示意圖。
從圖1中可以看出，此梅山石灰窯的窯型為套筒式石灰窯。氣燒套筒窯一般以轉(zhuǎn)爐煤氣（或其他氣體燃料）為燃料，使得鋼鐵廠的二次能量可以得到充分利用。轉(zhuǎn)爐煤氣與空氣一起進(jìn)入上、下燃燒室內(nèi)燃燒，產(chǎn)生的熱氣進(jìn)入套筒窯。在窯的中心裝有一個(gè)立式或吊式的圓筒，就是圖上所示上下內(nèi)套筒，這樣煅燒帶便可以成為環(huán)形截面，利于石灰充分煅燒。
套筒石灰窯的燃燒室設(shè)為上下兩層，上層的稱為上燃燒室，下層的稱為下燃燒室。上下兩層燃燒室共有8到12個(gè)不等，圖中為12個(gè)。
圖1 套筒石灰窯煤氣流量檢測系統(tǒng)示意圖
2 節(jié)流式流量計(jì)檢測原理及存在誤差原因分析
如果在充滿流體的管道中固定放置一個(gè)流通面積小于管道截面積的節(jié)流件，則管內(nèi)流束在通過該節(jié)流件時(shí)就會(huì)造成局部收縮。在收縮處，流體流速增加、靜壓力降低，因此，在節(jié)流件前后將產(chǎn)生一定的壓力差。實(shí)踐證明，對(duì)于一定形狀和尺寸，一定的測壓位置和前后直管段，在一定的流體參數(shù)情況下，節(jié)流件前后的差力壓與流體的流量之間存在一定的函數(shù)關(guān)系。因此，可通過測量節(jié)流件前后的壓力差來測量流量。
剛才已經(jīng)敘述過，節(jié)流件前后的差力壓和流體流量之間有一定的函數(shù)關(guān)系，如果測量的是氣體的流量，這一函數(shù)關(guān)系可以表示為：
從公式（1）中可以看出，在流量計(jì)量時(shí)，密度和壓力差處于同樣的地位。如果密度值不準(zhǔn)確，即使壓力差的測量化對(duì)流量測量的影響不可忽略，氣體的密度與氣體的溫度、壓力有關(guān)，一般可以通過測量溫度和壓力，使用理想氣體狀態(tài)方程計(jì)算出密度進(jìn)行間接補(bǔ)償。如果所測量的氣體是混合氣體，只做溫度、壓力的補(bǔ)償是不夠的。因?yàn)楫?dāng)混合氣體的混合比例發(fā)生變化時(shí)，即使溫度、壓力不變，密度也發(fā)生了較大改變，如果仍用原來的參數(shù)計(jì)算必然會(huì)出現(xiàn)較大的計(jì)量誤差。因此，在混合煤氣流量測量中對(duì)密度補(bǔ)償十分重要。壓力差的測量精度由節(jié)流式流量計(jì)本身來保證，所以測量誤差主要是由于密度的改變帶給流量的誤差。前已述及，節(jié)流式流量計(jì)在測量氣體流量時(shí)把密度取為常數(shù)。這對(duì)于測量單一氣源的煤氣流量時(shí)，影響不大，因?yàn)閱我粴庠吹拿簹獬煞莼灸芊€(wěn)定在一定范圍內(nèi)，所以密度沒有太大變化。如果摻入其它氣源，由于成分變化大，實(shí)際煤氣的密度變化也大。這時(shí)如果仍把煤氣密度取為常數(shù)，就會(huì)產(chǎn)生誤差。因此，在對(duì)混合煤氣流量計(jì)量時(shí)需要對(duì)密度進(jìn)行補(bǔ)償。 熱式質(zhì)量流量計(jì)相關(guān)文章:熱式質(zhì)量流量計(jì)原理 流量計(jì)相關(guān)文章:流量計(jì)原理
評(píng)論