氧氣流量，氧氣流量計(jì)，氧氣流量測量系統(tǒng)
渦街流量計(jì)主要用于工業(yè)管道介質(zhì)流體的流量測量,如氣體、液體、蒸氣等多種介質(zhì)，渦街流量計(jì)特點(diǎn)是壓力損失小,量程范圍大,精度高,在測量工況體積流量時(shí)幾乎不受流體密度、壓力、溫度、粘度等參數(shù)的影響；無可動(dòng)機(jī)械零件，因此可靠性高,維護(hù)量?。粶u街流量計(jì)參數(shù)能長期穩(wěn)定。夾持型渦街流量計(jì)采用壓電應(yīng)力式傳感器,可靠性高，可在-20℃～+350℃的工作溫度范圍內(nèi)工作，有模擬標(biāo)準(zhǔn)信號,也有數(shù)字脈沖信號輸出，容易與計(jì)算機(jī)等數(shù)字系統(tǒng)配套使用,是一種比較*、理想的流量儀表。
主要特點(diǎn)：
?精度較高，液體測量精度為±1.0%；氣體測量精度為±1.5%
?壓損小，約為孔板流量計(jì)的1/4，屬于節(jié)能流量儀表
?安裝方式靈活，可水平，垂直和不同角度傾斜安裝
?采用消擾電路和抗震動(dòng)傳感頭，具有一定抗壞境震動(dòng)性能
?無可動(dòng)部件，儀表壽命長
技術(shù)參數(shù)：
儀表型號 | HLLU-N | HLLU-A | HLLU-B | HLLU- C | HLLU- D1/D2 |
信號輸出 | 脈沖 | 4-20mA | 無 | 4-20mA | 可選4-20mA或脈沖 |
供電電源 | 24VDC±15% | 24VDC±15% | 鋰電池 | 24VDC±15% | 24VDC±15%和鋰電池 |
通訊接口 | 無 | 無 | 無 | 可選RS485 | 可選RS485 |
精度等級 | 液體：1.0級 | 液體：1.0級 | 液體：1.0級 | ||
顯示器 | 無 | 有 | 有 | ||
儀表材質(zhì) | 304SS | 304SS | 304SS | ||
防爆等級 | 可選ExiaIICT5或ExdIIBT6 | 可選ExiaIICT5或ExdIIBT6 | 可選ExiaIICT5或ExdIIBT6 | ||
防護(hù)等級 | IP65 | IP65 | IP65 | ||
整機(jī)功耗 | ＜1W | ＜1W | ＜1W | ||
儀表通經(jīng) | DN15~DN300 | DN15~DN300 | DN15~DN300 | ||
安裝方式 | 法蘭夾持或一體化法蘭連接 | 法蘭夾持或一體化法蘭連接 | 法蘭夾持或一體化法蘭連接 | ||
耐壓等級 | 可選1.6MPa或2.5MPa | 可選1.6MPa或2.5MPa | 可選1.6MPa或2.5MPa | ||
介質(zhì)溫度 | -40℃~250℃、-40℃~350℃ | -40℃~250℃、-40℃~350℃ | -40℃~250℃、-40℃~350℃ | ||
環(huán)境溫度 | -20℃~60℃ | -20℃~60℃ | -20℃~60℃ | ||
流量范圍：
儀表口徑（mm) | 液體流量范圍(m3/h) | 氣體流量范圍(m3/h) |
15 | 1.2-6.2 | 2.8-12 |
20 | 1.5-10 | 6-30 |
25 | 1.6～16 | 8.8-55 |
40 | 2～40 | 25～205 |
50 | 3～60 | 35～350 |
80 | 6.5～130 | 86～1100 |
100 | 15～220 | 133～1700 |
150 | 30～450 | 347～4000 |
200 | 45～800 | 560～8000 |
250 | 65～1250 | 890～11000 |
300 | 95～2000 | 1360～18000 |
(300) | 100～1500 | 1560～15600 |
(400) | 180～3000 | 2750～27000 |
(500) | 300～4500 | 4300～43000 |
(600) | 450～6500 | 6100～61000 |
(800) | 750～10000 | 11000～110000 |
(1000) | 1200～1700 | 17000～170000 |
>(1000) | 協(xié)議 | 協(xié)議 |
注：表中（300）—（1000）口徑為插入式。
孔板流量計(jì)擴(kuò)大量程的改造：
流量測量，不管是以計(jì)量為目的，還是用來作為過程控制使用，幾乎涉及到所有領(lǐng)域。流量測量的準(zhǔn)確與否關(guān)系到產(chǎn)品質(zhì)量、成本核算、能源及環(huán)保等方方面面的問題。至今，可供工業(yè)使用的流量儀表種類達(dá)數(shù)十種之多。而以孔板為節(jié)流元件的差壓式流量計(jì)因具有結(jié)構(gòu)簡單，制造容易，安裝、使用和維護(hù)方便，可靠性高，價(jià)格低廉，使用壽命較長等優(yōu)點(diǎn)，仍是目前使用廣泛的流量儀表之一。我廠目前在用的孔板流量計(jì)有二十余套。
1改前狀況
安鋼一煉鋼廠有四套氧氣流量測量系統(tǒng)，為1987年安裝投運(yùn)的儀表，分別測量轉(zhuǎn)爐總管氧氣流量、電爐總管氧氣流量、1“電爐氧氣流量和2“電爐氧氣流量。每套系統(tǒng)組成為:標(biāo)準(zhǔn)孔板、1151電容式差壓變送器、配電器、IRV記錄儀(顯示并記錄瞬時(shí)量)、ISN比例積算器和UIC計(jì)數(shù)器(累積量)。
系統(tǒng)組成及信號傳遞關(guān)系見圖1。隨著我廠鋼產(chǎn)量的不斷增加，氧氣用量也在不斷增加，四套儀表的瞬時(shí)量指示(IRV記錄儀)均超出了量程，已不能為煉鋼操作提供可靠的數(shù)據(jù)，其累積量(UIC計(jì)數(shù)器)也無任何參考價(jià)值，無法為能源計(jì)量及成本核算提供技術(shù)保障。
為滿足生產(chǎn)和計(jì)量管理的需要，我們對現(xiàn)場的管道、孔板及取壓管、電纜線等經(jīng)過認(rèn)真的考察和確認(rèn)，認(rèn)為管道、孔板等狀況良好，可以繼續(xù)使用。通過對孔板數(shù)據(jù)的核實(shí)，只要能估計(jì)出實(shí)際氧氣用量，在不需要投資的情況下，重新計(jì)算差壓變送器的量程，即可通過調(diào)整差壓變送器和相應(yīng)二次儀表的量程來達(dá)到擴(kuò)大系統(tǒng)測量范圍的目的。
2改造依據(jù)
流體的體積流量公式為:
工業(yè)上習(xí)慣使用m3/h為體積流量的單位，d和D單位為mmΔP以mmH2O(單位Pa)來表示。
則實(shí)用流量公式為:
當(dāng)孔板設(shè)計(jì)完成后，且被測流體的條件如流量特性、溫度、壓力等不變，則式中的α，ε，d和P均不變，所以流體的流量只與壓差△P有關(guān)，即
可見，只要給出流量值q，經(jīng)過計(jì)算即可得出壓差△P的值，進(jìn)而調(diào)整差壓變送器的量程，從而達(dá)到擴(kuò)大流量測量系統(tǒng)量程的目的。
3改造情況
(1)利用停爐檢修時(shí)間，拆下各孔板認(rèn)真檢夜井重新測量孔板的開口直徑(d)和管道內(nèi)徑(D)正確回裝各孔板。
(2)改造分兩步進(jìn)行。一步，利用轉(zhuǎn)爐中修時(shí)間對轉(zhuǎn)爐總管氧量測量系統(tǒng)進(jìn)行改造轉(zhuǎn)爐總氧量孔板原始數(shù)據(jù)如下:
節(jié)流裝置形式:環(huán)室標(biāo)準(zhǔn)孔板
取壓方式:角接取壓
流體名稱:氧氣
刻度流量:0一6 000m3/h
管道內(nèi)徑:147mm
管道材質(zhì):20#鋼
安裝形式:水平
孔板開孔直徑:75.52mm
工作壓力:2.0MPa
工作溫度:30℃
差壓:16kPa(原計(jì)算值)
根據(jù)1#、2#轉(zhuǎn)爐氧氣用量并考慮連鑄等其它地方用氧量進(jìn)行估算，預(yù)計(jì)9的大值為12 OOOm3/ho使用專用軟件“流量測量節(jié)流裝置設(shè)計(jì)計(jì)算及管理軟件(LG一94一O1WIN版)”進(jìn)行計(jì)算結(jié)果如下:
q20=12 000 m3/h
h20=42.78 kPa
調(diào)整差壓變送器的量程為42.78 kPa, IRV記錄儀的刻度牌改為12 000 m3/h, UIC計(jì)數(shù)器的計(jì)算倍率也作相應(yīng)調(diào)整。
改造后，轉(zhuǎn)爐總氧量在兩座轉(zhuǎn)爐同時(shí)生產(chǎn)時(shí)瞬時(shí)量為10 000 m3/h。累積量連續(xù)三個(gè)月和計(jì)控部二級計(jì)量轉(zhuǎn)帳數(shù)進(jìn)行比對，均能達(dá)到計(jì)控部要求的誤差在1%以內(nèi)的要求，達(dá)到了預(yù)期的效果。
(3)二步，在轉(zhuǎn)爐總氧量測量系統(tǒng)改造成功之后，先后對電爐的另外三套氧氣測量系統(tǒng)(電爐總氧量及1#、2#電爐氧量)進(jìn)行改造。改造前后數(shù)據(jù)見表1。根據(jù)計(jì)算結(jié)果，對這三套儀表的量程也分別進(jìn)行了調(diào)整，均達(dá)到了滿足生產(chǎn)和計(jì)量管理的要求。
(4)改造中應(yīng)注意的問題
①應(yīng)正確估計(jì)實(shí)際流量大值。若估計(jì)不準(zhǔn)確，改后還超量程，則必須重新計(jì)算，重新調(diào)整。若確實(shí)難以確定實(shí)際流量，可事先多計(jì)算幾組數(shù)據(jù)，用便攜式數(shù)字壓力校驗(yàn)儀現(xiàn)場調(diào)整差壓變送器的量程，能節(jié)約大量時(shí)間。若變送器為智能型，則用編程器(手操器)調(diào)整量程更為方便。
②調(diào)整差壓變送器的量程前必須確認(rèn)其壓力上限(看銘牌或查閱有關(guān)資料)。雖然目前差壓變送器的量程比可達(dá)6:1,智能型可達(dá)10:1甚至更高，但調(diào)整時(shí)不能超過其壓力上限，以免損壞變送器，必要時(shí)更換大量程變送器，但不能超過40kPa。
4使用效果
(1)改造后的四套氧氣流量測量系統(tǒng)均能達(dá)到原系統(tǒng)的測量精度;累積量與集團(tuán)公司計(jì)控部二級計(jì)量的轉(zhuǎn)帳數(shù)比對，能達(dá)到不超過1%的誤差的要求。
2003年1一3月份數(shù)據(jù)如表2所示。
(2)改造后的四套氧氣流量儀表滿足了生產(chǎn)車間對氧氣流量進(jìn)行控制所提出的要求。
(3)在成本管理方面成效尤為顯著。因?yàn)橛辛藴?zhǔn)確的計(jì)量數(shù)據(jù)，加強(qiáng)了對生產(chǎn)車間用氧量的考核，使噸鋼氧耗大幅度降低，并在優(yōu)化各項(xiàng)生產(chǎn)指標(biāo)、提高產(chǎn)品產(chǎn)量和質(zhì)量方面起到了積極的作用。2002年和2001相比我廠噸鋼氧耗有大幅度降低，產(chǎn)生了顯著的經(jīng)濟(jì)效益。具體數(shù)據(jù)見表3。表3中經(jīng)濟(jì)效益(單位:萬元)計(jì)算公式為:經(jīng)濟(jì)效益(元)二鋼坯人庫量(t) x噸鋼氧耗降低量(m3/t) x氧氣單價(jià)(元/m3 )。即一項(xiàng)年創(chuàng)效益81.34萬元。
5結(jié)束語
通過對這四套孔板流量計(jì)的擴(kuò)大量程的改造，我們認(rèn)為:對于老企業(yè)，隨著產(chǎn)量的不斷增加，類似的儀表超出原設(shè)計(jì)量程的現(xiàn)象也應(yīng)該是較普遍的。如果我們拋開原系統(tǒng)重新上新型儀表，不僅要增加成本，而且施工周期長，勢必要影響生產(chǎn)。我廠原來也有過改造為渦街流量計(jì)的設(shè)想，后來一方面考慮資金問題，另一方面考慮在氧氣管道上焊法蘭存在一定的安全問題，還可能因此而影響其它單位生產(chǎn)(因要**停氧氣并吹掃)，選擇了該改造方案。這種利用原有設(shè)備在不投資的情況下，只經(jīng)過簡單的計(jì)算和并不復(fù)雜的儀表調(diào)校工作即可完成的作法，有一定的推廣價(jià)值。
