適用水泥行業(yè)的流量計(jì)
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隨著新型差壓式均速管流量計(jì)的出現(xiàn)，解決了大管道氣體流量的測(cè)量的難題，它量程比大、精確度高、不可恢復(fù)壓損小的特點(diǎn)，也可通過(guò)各種措施以防氣體中的粉塵堵塞測(cè)量傳感器。本文將重點(diǎn)介紹新型差壓式均速管流量計(jì)的工作原理，基本結(jié)構(gòu)，性能特點(diǎn)和應(yīng)用等。
（二）新型流量測(cè)量機(jī)理用于物料測(cè)量
水泥工藝過(guò)程中原料、中間成品和最終產(chǎn)品全是固體，而且以顆粒狀和粉狀物料為主，這些物料的流量測(cè)量在水泥工廠是由電子皮帶秤和各種固體流量計(jì)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，既是工藝設(shè)備又是自動(dòng)化設(shè)備，但不屬于流量?jī)x表。近幾年來(lái)，國(guó)外一些公司把新型流量?jī)x表的測(cè)量機(jī)理如科里奧利、超聲波用于計(jì)量秤。最典型的例子是德國(guó)申克公司用科里奧利力測(cè)量流體質(zhì)量的機(jī)理開發(fā)的科里奧利秤，用它來(lái)測(cè)量煤粉，比起其他煤粉計(jì)量秤，有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、控制精確度高、計(jì)量和輸送一體化等特點(diǎn)，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用在我國(guó)水泥行業(yè)。國(guó)內(nèi)有些企業(yè)也有用科里奧利開發(fā)的計(jì)量秤，但各方面指標(biāo)多不及申克的產(chǎn)品。
（三）在輔助流程和低溫余熱發(fā)電中采用新型流量計(jì)
在水泥工業(yè)的輔助流程主要用于提高設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)率和保護(hù)設(shè)備，如廢氣處理流程中增濕噴水是為了增加粉塵的比電阻，從而使電收塵器的效率得以提高。在新型干法水泥廠都設(shè)有噴水自動(dòng)調(diào)節(jié)回路，在水量控制中各廠設(shè)置了電磁流量計(jì)，有的還配置了捆綁式超聲流量計(jì)，起到了很好的監(jiān)控作用，也使噴水自動(dòng)調(diào)節(jié)回路能正常運(yùn)行。
水泥行業(yè)已普遍利用廢氣低溫余熱發(fā)電，在余熱發(fā)電系統(tǒng)中應(yīng)用了很多新型流量計(jì)，如超聲波、渦街等。
二、新型差壓式均速管流量計(jì)
差壓式均速管流量計(jì)在20世紀(jì)60年代末問(wèn)世，它基于伯努利能量守恒原則和皮托管測(cè)速原理，所謂皮托管測(cè)速實(shí)際是測(cè)量管道中圓管直徑上或矩形（菱形）管長(zhǎng)與寬上幾點(diǎn)的流速通過(guò)能量守恒原則推算出流量的一種插入式流量?jī)x表，此圓管或菱形管通常也稱檢測(cè)桿，我們常提到的“阿牛巴流量計(jì)”（Annubar）實(shí)際就是差壓式均速管流量計(jì)的一個(gè)名稱也是一個(gè)注冊(cè)商標(biāo)。它因其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，裝、拆方便，價(jià)格低廉及節(jié)能等優(yōu)點(diǎn)，在大于口徑為200mm的管道，在一些行業(yè)常作為流量測(cè)量的首選儀表進(jìn)行工況監(jiān)控，如我國(guó)西氣東輸?shù)氖兰o(jì)工程中，在干線內(nèi)徑為1m的管道上，約50%以上的流量計(jì)采用了Emerson公司的均速管流量計(jì)。而對(duì)于水泥行業(yè)特殊的氣體狀況，我們?nèi)缫x用差壓式均速管流量計(jì)必須要考慮以下幾方面：
（一）提供正確的流量和管道數(shù)據(jù)
差壓式均速管流量計(jì)的機(jī)械尺寸是根據(jù)要安裝的管道尺寸量身定制的，其測(cè)量范圍是根據(jù)工藝提供的流量數(shù)據(jù)計(jì)算和標(biāo)定。我們?nèi)缫x用時(shí)，一定要正確提供給制造商流量數(shù)據(jù)和管道尺寸，管道尺寸包括外徑和壁厚。
（二）正確選擇檢測(cè)桿
差壓式均速管流量計(jì)主要結(jié)構(gòu)是一根插入的檢測(cè)桿，它有各種形式，截面形狀不一，有圓管或菱形管，近來(lái)又推出了翼形、彈頭形、T形、Delta形，由于各種形狀的檢測(cè)桿對(duì)應(yīng)了不同的流體理論，水泥廠如確定采用均速管流量計(jì)，筆者建議只提供流量數(shù)據(jù)和管道尺寸，可由制造商根據(jù)測(cè)定的氣流特性來(lái)確定檢測(cè)桿的形式和檢測(cè)孔的數(shù)量和位置。
（三）要選用高精確度的微差壓變送器
差壓式均速管流量計(jì)是根據(jù)皮托管測(cè)速原理，通過(guò)測(cè)總靜壓來(lái)推算流量，常用于大口徑測(cè)氣體流量，它產(chǎn)生差壓一般都比較小，最小可能只有20 Pa～30Pa，為此要盡量避免使用引壓管，選用高精確度的微差壓變送器，如3051等，最好的方案是采用均速管、三閥組、差壓變送器一體化的直接安裝方式，不但可以減少使用引壓管而引起的泄漏，還可補(bǔ)償受溫度、壓力的變化而變動(dòng)的差壓信號(hào)失真等問(wèn)題。如選用多參數(shù)變送器一體化的均速管流量計(jì)系列ProBar等。
（四）保證一定的直管段長(zhǎng)度
差壓式均速管流量計(jì)前部管道必須確保有7D～9D的直管道長(zhǎng)度（此數(shù)據(jù)各資料不一，從3D～30D全有），才能使大管道內(nèi)氣體的流速盡量對(duì)稱分布于軸線，只有這樣，僅測(cè)幾點(diǎn)的流速才能推算流經(jīng)整個(gè)截面的流量，否則大管道內(nèi)氣體的流速分布將會(huì)很復(fù)雜，流量系數(shù)K的波動(dòng)將會(huì)很大，不能保證測(cè)量的精確度。
但水泥的工藝設(shè)計(jì)又不可能保證有很長(zhǎng)的直管道，這的確是一矛盾。筆者認(rèn)為如確定選用某種形式的均速管流量計(jì)，可和供貨商商量在保證系統(tǒng)的重復(fù)性前提下，盡量縮短直管道，有的報(bào)道稱，只要測(cè)管直徑和工藝管徑之比小于1/10，前部管道的直管道長(zhǎng)度可降到（3 D～4D）。
（五）重復(fù)性和精確度
在水泥工廠的自動(dòng)化系統(tǒng)中，差壓式均速管流量計(jì)只是在某一工藝點(diǎn)提供信息源的檢測(cè)環(huán)節(jié)，它的輸出所反映的氣體流量信息，并不要求是某一確切值，而應(yīng)是正確無(wú)誤地反映流量的變化，如測(cè)定磨機(jī)進(jìn)出口風(fēng)量并不是測(cè)定風(fēng)量的確切值，主要看它在工藝過(guò)程中的變化，通過(guò)調(diào)節(jié)以保持風(fēng)量的恒定。這里要求均速管工作可靠，其輸出與流量存在的單值函數(shù)關(guān)系不隨意變化，即重復(fù)性較好就可以了。一般來(lái)講，在直管段達(dá)不到要求的情況下，重復(fù)性可做到±0.5%，而誤差就可能超過(guò)±6%。在自動(dòng)化系統(tǒng)中作為調(diào)節(jié)和監(jiān)控，采用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的差壓式均速管流量計(jì)就有其優(yōu)勢(shì)。
（六）加裝必要的粉塵過(guò)濾裝置
目前均速管制造廠雖然宣稱測(cè)量傳感器的抗堵塞問(wèn)題已能解決，但由于水泥工藝的特殊情況，筆者還是建議加裝必要的附屬設(shè)備如粉塵過(guò)濾裝置等，以確保儀表正常工作，可和供貨商協(xié)商具體的做法。(end)
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評(píng)論