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式中，qmD為流量探頭計算書中質(zhì)量流量（設計狀態(tài)），后面的開方項是來自于差壓變送器的輸出信號，即流量的百分比。中間開方項是考慮了溫壓補償，它是理想氣體的溫壓補償運算。
溫壓補償?shù)膶嵸|(zhì)是被測介質(zhì)在溫度和壓力偏離設計值時，其密度發(fā)生了變化。因此，通過理想氣體公式可以對蒸汽或者其它氣體進行密度計算，從而達到溫壓補償?shù)哪康摹Ｃ芏扔嬎愎饺缦拢?/div>
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式中，下標為D的是指設計值，下標為B的指工況值。
1.4 測量系統(tǒng)
測量系統(tǒng)由流量傳感器、閥組、在線吹掃裝置、差壓變送器和DCS系統(tǒng)組成（見圖2）。運行時，將流量探頭測得的差壓、溫度和壓力信號（4-20mA）送至控制室盤后，采集到DCS系統(tǒng)中進行模塊化組態(tài)，最終轉(zhuǎn)換成帶溫壓補償?shù)模ㄐ枰獣r）質(zhì)量流量（或體積流量）。
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圖2 測量系統(tǒng)示意圖
2 流量計技術特點
均速管流量計與孔板相比較，我們認為該流量計有以下6個方面的技術特點。
（1）應用廣泛
可測量氣體，液體和蒸汽，不受介電常數(shù)限制，可以滿足同一工程中不同被測介質(zhì)的測量需要。
（2）管道動力損失小、運行成本低
探頭的壓力損失僅有孔板的2-5%，節(jié)能效果十分明顯。而加裝流量計的根本目的是節(jié)能降耗，因此運行時的耗能即永久壓力損失一直是我們的關注點之一。
（3）安裝維護簡單
流量計安裝為開孔安裝無需斷開管道，較同規(guī)格的孔板安裝可節(jié)省90%的時間，而且費用低。根據(jù)安裝需要還可以實現(xiàn)在線開孔安裝和進行在線拆卸與維護，這一特點對煤氣測量非常重要。
（4）防堵性能好
對于煤氣等帶有顆粒的介質(zhì)，堵的現(xiàn)象時有發(fā)生，是一個不好解決的問題。流量計在保證小壓損高強度的同時，引壓孔達到8mm，使探頭具有自清洗的防堵功能。而對于具有高密度的塵埃物質(zhì)的被測介質(zhì)，還可以加裝在線吹掃裝置，以保障惡劣工況下的正常使用。
（5）高精度
經(jīng)過德國TUV測試，最新的數(shù)據(jù)表明，該流量計在直管段為7ID（ID管道內(nèi)徑）時，測量精度優(yōu)于1%，重復性優(yōu)0.1%，滿足了熱風爐實際現(xiàn)場環(huán)境及安裝條件下所選用流量計的準確度需要。
（6）探頭截面獨特、差壓大
獨特的探頭截面設計，使流量計具有壓損小、差壓大的效果，量程比達到30：1，且可實現(xiàn)雙向測量；探頭有明顯的高低壓分界點和加速段，加速段對流體產(chǎn)生平均3倍的加速效果，因此可以產(chǎn)生大而穩(wěn)定的差壓。
3 應用效果
項目實施過程主要有以下幾個方面：流量計選型方案的確定、流量計的安裝、精度分析與節(jié)能分析。
3.1 流量計選型方案的確定
根據(jù)流量計廠家選型要求，我們提供了介質(zhì)、流量、溫度和壓力、管內(nèi)徑及壁厚和管道方向等工藝參數(shù)。據(jù)此獲得選型方案如表1所示。
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上述方案基于以下考慮：
（1）由于高爐煤氣含有較多的粉塵，采用在線可插拔結構方便維護拆裝。后經(jīng)廠家建議加裝了帶差壓保持功能的在線吹掃裝置。實踐證明，有了在線吹掃裝置后，大大減少了拆出探頭的維護工作量。
（2）煤氣總管和分管直管段足夠長（大于廠家規(guī)定的前4ID后3ID），流體在管道中的分布基本對稱，因此，采用了部分插入探頭（約為全部插入長度的1/3），使單臺購置成本減少了約2/5。
（3）助燃空氣粉塵較少，采用非在線插拔結構一次性安裝，且由于垂直分管直管段較短，探頭選擇為全插長度，以保證較高的測量精度。
3.2 流量計安裝
根據(jù)合同約定，由廠家派出工程師進行現(xiàn)場安裝指導，以保證流量計的安裝符合規(guī)定的要求。安裝中需要注意的問題如下：
（1）盡可能地將探頭安裝在上游沒有閥門的管線上，因為閥門對流體的干擾最大，會嚴重影響測量精度。
（2）差壓變送器應高于探頭輸出位置安裝，以免造成引壓管中積存冷凝液影響測量效果。
（3）根據(jù)廠家安裝要求，達到1%測量精度的直管段長度是前4ID后3ID，安裝時應盡可能的滿足。當直管段不滿足要求時，探頭的安裝位置采用前2/3后1/3實際直管段長度的分布方式，有利于保證測量效果。
（4）用于煤氣測量的在線吹掃裝置應串接在靠近差壓變送器的位置，以保證吹掃時可以將引壓管內(nèi)的粉塵一起吹掃干凈。
3.3 精度分析
原測量系統(tǒng)僅在煤氣分管安裝了孔板流量計，因GB/T2624規(guī)定的標準孔板管道公稱通徑上限為1200mm，因此，1600mm的煤氣總管已經(jīng)不符合該標準范圍，按規(guī)定應實流標定以確定流出系數(shù)。考慮到實標費用過高，因此放棄了煤氣總管的流量測量。分管上的孔板流量計由于煤氣粉塵多、濕度大、直管段太短（僅有8倍的管內(nèi)徑）等問題，導致測量偏差過大而無法正常使用。而且孔板拆卸困難不便維護，故確定技改中全部更換為均速管流量計。
高爐煤氣總管、分管和助燃空氣總管的直管段均符合廠家規(guī)定的前4ID后3ID的要求，因此，測量精度優(yōu)于1%，完全可以滿足煤氣計量準確度不低于2級的國家規(guī)定。
助燃空氣分管為垂直布置，由于安裝空間位置的限制，直管段只有4倍的管內(nèi)徑長度。就廠家提供的試驗數(shù)據(jù)表明，當測量點為前2ID后1ID直管段時，流量計仍有2%的測量精度。因此，可以確認助燃空氣分管的測量精度在1.5-2%之間，滿足了空氣計量準確度不低于2.5級的國家規(guī)定。
3.4 節(jié)能分析
應用廠家提供的“能耗比較”計算軟件，將高爐煤氣分管原來使用的孔板壓力損失值0.404kPa和流量計相應的壓損值0.0095kPa同時輸入軟件，并設定電費單價為0.8元，得出孔板和流量計的能耗及費用比較表，見表2。
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由以上數(shù)據(jù)可以看出，用于高爐煤氣分管流量測量的流量計的壓損僅有孔板的2.35%，每年每支流量計因此而節(jié)省能耗成本28774.85元，本次技改共替換了原有的三臺孔板，每年僅此一項就可以節(jié)約費用86324.55元。
4 結束語
在煤氣測量和助燃風測量中，流量儀表的選型是關鍵一環(huán)。在當今流量儀表種類繁多的情況下，差壓式流量計的選型應盡量滿足以下5方面的要求：
（1）重復性要好（優(yōu)于0.1%），準確度要高（0.5%-1.0%），量程比要寬（30：1）；
（2）相同精度情況下對直管段的要求要低；
（3）永久壓力損失小，耗能要低；
（4）流量計本身具有防堵能力，性能要長期穩(wěn)定、可靠耐用；
（5）安裝維護簡單費用要低，且能滿足不停車檢修的特殊需要。
通過技術改造，已有的使用情況和測試結果證明，均速管流量計能較好地全面滿足差壓式流量計選型的這些基本要求。并且在直管段少，介質(zhì)比較臟的情況下具有較好的適用性。
均速管流量計的應用，為我們解決了孔板測量精度低、維護不便（必須停產(chǎn)）、壓損大能耗高的問題，對鋼鐵廠合理使用二次能源、節(jié)能降耗有著十分重要的意義，給企業(yè)帶來的經(jīng)濟效益也是可觀的。
熱風爐計量系統(tǒng)改造投運兩年多以來，計量精度較高，數(shù)據(jù)可靠，測量系統(tǒng)的準確度維持在2%左右，達到了技術改造目標。