热式质量流量计在煤气流量计量中的应用
摘 要：目前我国煤气流量计量绝大多数采用孔板节流装置，也有一小部分使用涡街流量计。但上述测量装置存在工况不稳定。流量变化大。能源损耗大，安装检修运输不便等问题。我们采用热导式质量流量计直接测量煤气的质量流量。无须进行温压补偿，稳定可靠。并且热导式质量流量计结构简单，不存在堵塞问题，加之较大的测量范围和宽量程比，很好地解决了传统流量计在煤气流量测量中的不足。
关键字：煤气 流量计量 热导式质量流量计
目前我国煤气流量计量绝大多数采用孔板节流装置，也有一小部分使用涡街流量计。但上述测量装置存在工况不稳定。流量变化大。能源损耗大，安装检修运输不便等问题。
我们采用热导式质量流量计直接测量煤气的质量流量。无须进行温压补偿，稳定可靠。并且热导式质量流量计结构简单，不存在堵塞问题，加之较大的测量范围和宽量程比，很好地解决了传统流量计在煤气流量测量中的不足。
一、热导式质量流量计的测量原理
热导式质量流量计的探头（传感器部分）由两个温度检测元件即热敏电阻RTD1、RTD2和一个紧靠在RTD2的恒热源Heater构成，如图1所示：RTD1测量流体的温度T1，作为参比温度，RTD2测量恒热源Heater的温度T2。恒热源有一电流流过，且T2>T1，△T=T1- T2。因为RTD1和RTD2同在流体中，流体流过时，由于分子的碰撞作用，分子将带走Heater的热量，使T2下降，而T1不变。若要使△T保持不变，就应提高恒热源的电流I。为此建立了恒热源加热电流I（下面公式转换为流量计输出电流）和流体质量流速之间的函数关系：
V=f（I）；Q=V-S=f（I）•S；
其中： V— 质量流速（m/h）；Q— 质量流量（m3/h）；I— 输出电流（mA）；S— 管道截面（m2）。
根据上述公式， 目前生产厂均有不同的函数表达式，现给出一种表达式仅供参考：
V=Kee（d+b）
其中K，a，b均为常数，由此可见。该流量计在测量流体的质量时，测量结果与流体的温度、压力无关。
二、热导式质量流量计的结构
该流量计采用一体化的设计方式，安装方式有插入式和法兰式，传感器和变送器合二为一，直接输出（4~20）mA信号，可与显示仪表或DCS相联接，可显示瞬时流量和累积流量。在煤气测量过程中。流量计探头不可避免地会粘上焦油和粉尘。但由于重力和流体流动的影响。脏污不会粘积厚，因此对热量的传导影响很小。所以只要将流量计的响应时间调到10秒即可。
三、热导式质量流量计的主要性能指标
测量范围：（0.025~304）m/s；
温度：（-50~260）℃；
压力：至70MPa；
量程比：100 :1；
准确度：±1%；
输出：（4~20）mA。
四、应用中的几点体会
济钢现有焦炉4座.年产焦碳104万吨。1999年4月在供炼钢的焦炉煤气管道上安装了一套热导式流量计，后又在供宽厚板厂的混合煤气（焦炉与高炉煤气）管道上安装了一套，经过近一年的使用有以下几点体会：
1.该流量计用于测量单一煤气流量没有任何问题，用于测量混合煤气，若混合比有波动，流量值波动就较大。由于该流量计出厂前厂家根据用户提供的参数已输入到表头内，因此测单一煤气也不允许互换。例如购买测焦炉煤气的流量计不可再用于测高炉煤气。
2.该流量计测量原理是靠被测介质带走热量折算成流量。当管道内不输送所测介质时，空气仍会带走部分热量，导致低限出现假流量，4mA时约有10%满量程标尺流量，此时可采用小信号切除。
3.该流量计可采用带煤气不断流施工安装。首先在煤气管道外部焊接球阀底座。其次用手动开孔机开孔，然后拧上球阀。根据需要可随时插入或拔出流量计，全过程仅用（1~2）小时，简单、安全、方便。
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