應(yīng)用畢托巴流量計提高高爐煤氣流量測量精度的研究

作為高耗能生產(chǎn)的典型，冶金行業(yè)的眾多企業(yè)一直在通過各種舉措，努力降低生產(chǎn)耗能，以提高生產(chǎn)效率。作為鋼鐵冶金企業(yè)所應(yīng)用的重要燃氣之一，高爐煤氣的計量測試在很大程度上關(guān)系到冶金工藝操作以及企業(yè)生產(chǎn)成本和經(jīng)濟效益，因此準(zhǔn)確對高爐煤氣流量進行測量十分重要。本文從高爐煤氣計量現(xiàn)狀、畢托巴流量計結(jié)構(gòu)、特點以及原理入手，探討畢托巴流量計在高爐煤氣流量測量中的應(yīng)用，以及其是如何提高煤氣流量精度的。

畢托巴流量計是當(dāng)前一種先進的流體流量計量工具，而且其已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)的各個領(lǐng)域，自然也被應(yīng)用在高爐煤氣流量測量方面。結(jié)合已有的實踐經(jīng)驗，筆者發(fā)現(xiàn)應(yīng)用畢托巴流量計測量高爐煤氣流量的精度要高于傳統(tǒng)的流量計。因此，筆者通過介紹畢托巴流量計的結(jié)構(gòu)、原理以及特點，對比畢托巴流量計與傳統(tǒng)流量計，以了解為何畢托巴流量計能夠提高測量精度，

1. 畢托巴流量計結(jié)構(gòu)原理

雖然已經(jīng)有相當(dāng)部分企業(yè)開始應(yīng)用畢托巴流量計測量高爐煤氣流量，但是整體來說，應(yīng)用傳統(tǒng)孔板式流量計的企業(yè)較多。雖然，孔板式流量計的技術(shù)較為成熟，應(yīng)用普及時間也較長，但是在生產(chǎn)實踐中會發(fā)現(xiàn)，孔板式流量計存在許多缺陷，以至于影響企業(yè)的正常生產(chǎn)。因此，人們開始把目光轉(zhuǎn)到畢托巴流量計上，對此需要先了解畢托巴流量計的結(jié)構(gòu)以及原理。

1.1畢托巴流量計結(jié)構(gòu)

如圖1所示，畢托巴流量計的構(gòu)成十分簡單。畢托巴流量計主要由以下幾個設(shè)備構(gòu)成：節(jié)流件和取壓裝置；信號管路（負責(zé)傳輸差壓信號）；差壓計（負責(zé)測量差壓值）；顯示儀表。另外，畢托巴流量計還有與其配套的一整套監(jiān)控系統(tǒng)，包括：積算儀、數(shù)據(jù)采集模塊、管理中心控制系統(tǒng)等。

1.2畢托巴流量計的工作原理

畢托巴流量計所采用的***根本原理是皮托管原理。該原理的主要內(nèi)容是：測量管道中心流體的速度，然后通過公式將其換算成流體的體積流量與質(zhì)量流量。一直以來皮托管原理被廣泛應(yīng)用在風(fēng)洞測試、航空發(fā)動機氣體動力測試以及飛行器飛行速度測試等航空航天領(lǐng)域。

畢托巴在工作時，首先要通過插入式安裝方式將其安裝在相應(yīng)的管段，并利用螺紋和法蘭固定好。當(dāng)安裝完畢開始進行流量測量時，先測量得到位于管道中心探針的全壓孔與靜壓孔之間的壓力差，隨后積算儀根據(jù)壓力差自動計算出流體的實際流量，所得結(jié)果***終被顯示在控制器的屏幕上。

2 .畢托巴流量計是如何提高測量精度的

在探討畢托巴流量計是如何提高測量精度之前，首先要了解傳統(tǒng)孔板式流量計存在哪些會影響測量精度的弊端。，孔板式流量計會出現(xiàn)磨損。現(xiàn)有的實踐證實，在長期使用后，孔板式流量計的孔板入口邊緣會出現(xiàn)磨損，導(dǎo)致流量計的精度受到很大影響。第二，存在易積蓄污垢的死角。孔板上游存在會堵塞含濕氣體、臟污流的死角，而一旦死角出現(xiàn)積液，則極有可能干擾氣流，造成誤差進而影響測量精度。第三，孔板式流量計需要應(yīng)用在較長且直的管段上在彎管或者長度不夠的情況下無法應(yīng)用。第四，孔板式流量計并不符合當(dāng)前節(jié)能環(huán)保的要求，經(jīng)常出現(xiàn)較大的壓力損失。

當(dāng)然，孔板式流量計測量精度不高的原因并不僅僅是該流量計存在缺陷，還因為高爐煤氣本來就存在較多的雜質(zhì)，而且對在線清洗的要求較高。因此，要想提高高爐煤氣流量測量的精度，需要從以上方面著手研究。

2.2畢托巴流量計提高高爐煤氣測量精度的研究

畢托巴流量計在測量高爐煤氣流量方面之所以有較高的精度，是因為很好的規(guī)避了孔板式流量計的弊端，并且解決了高爐煤氣測量存在的難點。總而言之，畢托巴流量計的優(yōu)勢是其能夠提高測量精度的關(guān)鍵所在。

，在長時間工作狀態(tài)下，都能夠保持較高的精度。之所以該流量計在長時間工作下均能保持精度，主要與其當(dāng)初的設(shè)計有關(guān)：首先，流量計被設(shè)計為可以以管道中心位置作為測試點；其次，其設(shè)計參考了風(fēng)洞試驗，吹風(fēng)標(biāo)定達到了0m/s～150m/s；再者，流量計有清華大學(xué)幾十年吹風(fēng)試驗積累的數(shù)據(jù)做依據(jù)；***后，流量計在計算流量時對測量信號進行分段修正，每一段均有一個修正系數(shù)，這足以保證流

量計長時間工作中都能保持較高精度。第二，壓力損失較小。

從前文的實物示意圖中可以看出，流量計探針被設(shè)計成子彈頭型，這種新裝極大的降低了壓力損失，即可保證測量的高精度，又達到了節(jié)能環(huán)保的要求。第三，材料特殊，可靠性好。傳感器探頭一般由不銹鋼材料支撐，且探針結(jié)構(gòu)設(shè)計簡單合理，很少堆積雜物，因此其在流量測量時具有較高可靠性。另外，由于材料采用的是不銹鋼，因此流量計探針可以承受較高的溫度與較高的壓力，不容易出現(xiàn)磨損，使用壽命較長。總之，畢托巴流量計憑借其獨特的優(yōu)勢提高了高爐煤

氣流量測量的精度，而且還能夠提高節(jié)能環(huán)保效率，減少維護人員的工作量。

3.畢托巴流量計的應(yīng)用實例分析

本文參照淄博張鋼鋼鐵有限公司應(yīng)用畢托巴流量計的實際案例進行分析。張鋼公司分別與2011年、2014年和2016年在電廠鍋爐、修罐間和高爐安裝并試運行了5套畢托巴流量計，并利用PLC系統(tǒng)將傳輸信號通過計算書公式轉(zhuǎn)換成流量值。經(jīng)過一段時間的試運行，公司發(fā)現(xiàn)該裝置具有較好的節(jié)能效果，且整個試運過程中流量計始終保持了良好的工作水平。另外，公司還發(fā)現(xiàn)，與之前采用的流量計測量結(jié)果相比，畢托巴流量計的精度更高，結(jié)果更準(zhǔn)確。總之，畢托巴流量計在張鋼公司的成功應(yīng)用，證實了其確實具備傳統(tǒng)流量計所不具備的優(yōu)勢，值得推廣應(yīng)用。

4.結(jié)語

科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展使得許多技術(shù)更為先進的流量計被應(yīng)用到實際生產(chǎn)生活中，這極大的提高了社會生產(chǎn)生活效率，為社會生產(chǎn)的發(fā)展做出了重要的貢獻。畢托巴流量計作為技術(shù)先進流量計的代表，在提高高爐煤氣流量測量精度方面起到很大作用，而且在提高精度的同時還能提高管理效率，節(jié)能環(huán)保，因此這種流量計值得推廣應(yīng)用。