混合煤氣流量測量中的補償算法及實現(xiàn)
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目前，國內(nèi)外節(jié)流式流量計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。因此，本文重點推導(dǎo)了在套筒式石灰窯中混合煤氣流量檢測中的密度補償算法并簡單說明了這種算法如何應(yīng)用于實際。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入上、下燃燒室內(nèi)燃燒，產(chǎn)生的熱氣進入套筒窯。在窯的中心裝有一個立式或吊式的圓筒，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個不等，圖中為12個。
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)流件時就會造成局部收縮。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。實踐證明，對于一定形狀和尺寸，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，在流量計量時，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)方程計算出密度進行間接補償。如果所測量的氣體是混合氣體，只做溫度、壓力的補償是不夠的。因為當(dāng)混合氣體的混合比例發(fā)生變化時，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)計算必然會出現(xiàn)較大的計量誤差。因此，在混合煤氣流量測量中對密度補償十分重要。壓力差的測量精度由節(jié)流式流量計本身來保證，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)流式流量計在測量氣體流量時把密度取為常數(shù)。這對于測量單一氣源的煤氣流量時，影響不大，因為單一氣源的煤氣成份基本能穩(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，實際煤氣的密度變化也大。這時如果仍把煤氣密度取為常數(shù)，就會產(chǎn)生誤差。因此，在對混合煤氣流量計量時需要對密度進行補償。 熱式質(zhì)量流量計相關(guān)文章:熱式質(zhì)量流量計原理 流量計相關(guān)文章:流量計原理
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