適用水泥行業(yè)的流量計
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隨著新型差壓式均速管流量計的出現(xiàn)，解決了大管道氣體流量的測量的難題，它量程比大、精確度高、不可恢復壓損小的特點，也可通過各種措施以防氣體中的粉塵堵塞測量傳感器。本文將重點介紹新型差壓式均速管流量計的工作原理，基本結(jié)構(gòu)，性能特點和應(yīng)用等。
（二）新型流量測量機理用于物料測量
水泥工藝過程中原料、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，這些物料的流量測量在水泥工廠是由電子皮帶秤和各種固體流量計來實現(xiàn)的，既是工藝設(shè)備又是自動化設(shè)備，但不屬于流量儀表。近幾年來，國外一些公司把新型流量儀表的測量機理如科里奧利、超聲波用于計量秤。最典型的例子是德國申克公司用科里奧利力測量流體質(zhì)量的機理開發(fā)的科里奧利秤，用它來測量煤粉，比起其他煤粉計量秤，有結(jié)構(gòu)簡單、控制精確度高、計量和輸送一體化等特點，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用在我國水泥行業(yè)。國內(nèi)有些企業(yè)也有用科里奧利開發(fā)的計量秤，但各方面指標多不及申克的產(chǎn)品。
（三）在輔助流程和低溫余熱發(fā)電中采用新型流量計
在水泥工業(yè)的輔助流程主要用于提高設(shè)備運轉(zhuǎn)率和保護設(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)有噴水自動調(diào)節(jié)回路，在水量控制中各廠設(shè)置了電磁流量計，有的還配置了捆綁式超聲流量計，起到了很好的監(jiān)控作用，也使噴水自動調(diào)節(jié)回路能正常運行。
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，如超聲波、渦街等。
二、新型差壓式均速管流量計
差壓式均速管流量計在20世紀60年代末問世，它基于伯努利能量守恒原則和皮托管測速原理，所謂皮托管測速實際是測量管道中圓管直徑上或矩形（菱形）管長與寬上幾點的流速通過能量守恒原則推算出流量的一種插入式流量儀表，此圓管或菱形管通常也稱檢測桿，我們常提到的“阿牛巴流量計”（Annubar）實際就是差壓式均速管流量計的一個名稱也是一個注冊商標。它因其結(jié)構(gòu)簡單，裝、拆方便，價格低廉及節(jié)能等優(yōu)點，在大于口徑為200mm的管道，在一些行業(yè)常作為流量測量的首選儀表進行工況監(jiān)控，如我國西氣東輸?shù)氖兰o工程中，在干線內(nèi)徑為1m的管道上，約50%以上的流量計采用了Emerson公司的均速管流量計。而對于水泥行業(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的機械尺寸是根據(jù)要安裝的管道尺寸量身定制的，其測量范圍是根據(jù)工藝提供的流量數(shù)據(jù)計算和標定。我們?nèi)缫x用時，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）正確選擇檢測桿
差壓式均速管流量計主要結(jié)構(gòu)是一根插入的檢測桿，它有各種形式，截面形狀不一，有圓管或菱形管，近來又推出了翼形、彈頭形、T形、Delta形，由于各種形狀的檢測桿對應(yīng)了不同的流體理論，水泥廠如確定采用均速管流量計，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)測定的氣流特性來確定檢測桿的形式和檢測孔的數(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是根據(jù)皮托管測速原理，通過測總靜壓來推算流量，常用于大口徑測氣體流量，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，還可補償受溫度、壓力的變化而變動的差壓信號失真等問題。如選用多參數(shù)變送器一體化的均速管流量計系列ProBar等。
（四）保證一定的直管段長度
差壓式均速管流量計前部管道必須確保有7D～9D的直管道長度（此數(shù)據(jù)各資料不一，從3D～30D全有），才能使大管道內(nèi)氣體的流速盡量對稱分布于軸線，只有這樣，僅測幾點的流速才能推算流經(jīng)整個截面的流量，否則大管道內(nèi)氣體的流速分布將會很復雜，流量系數(shù)K的波動將會很大，不能保證測量的精確度。
但水泥的工藝設(shè)計又不可能保證有很長的直管道，這的確是一矛盾。筆者認為如確定選用某種形式的均速管流量計，可和供貨商商量在保證系統(tǒng)的重復性前提下，盡量縮短直管道，有的報道稱，只要測管直徑和工藝管徑之比小于1/10，前部管道的直管道長度可降到（3 D～4D）。
（五）重復性和精確度
在水泥工廠的自動化系統(tǒng)中，差壓式均速管流量計只是在某一工藝點提供信息源的檢測環(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)是正確無誤地反映流量的變化，如測定磨機進出口風量并不是測定風量的確切值，主要看它在工藝過程中的變化，通過調(diào)節(jié)以保持風量的恒定。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，即重復性較好就可以了。一般來講，在直管段達不到要求的情況下，重復性可做到±0.5%，而誤差就可能超過±6%。在自動化系統(tǒng)中作為調(diào)節(jié)和監(jiān)控，采用結(jié)構(gòu)簡單的差壓式均速管流量計就有其優(yōu)勢。
（六）加裝必要的粉塵過濾裝置
目前均速管制造廠雖然宣稱測量傳感器的抗堵塞問題已能解決，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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