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孔板流量計(jì)擴(kuò)大量程的改造
發(fā)布時(shí)間：2017-09-01
流量測(cè)量，不管是以計(jì)量為目的，還是用來(lái)作為過(guò)程控制使用，幾乎涉及到所有領(lǐng)域。流量測(cè)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(wèn)題。至今，可供工業(yè)使用的流量?jī)x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(jiǎn)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(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，仍是目前使用最廣泛的流量?jī)x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
安鋼第一煉鋼廠有四套氧氣流量測(cè)量系統(tǒng)，為1987年安裝投運(yùn)的儀表，分別測(cè)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(hào)傳遞關(guān)系見(jiàn)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(wú)任何參考價(jià)值，無(wú)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(duì)現(xiàn)場(chǎng)的管道、孔板及取壓管、電纜線等經(jīng)過(guò)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(guò)對(duì)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(guò)調(diào)整差壓變送器和相應(yīng)二次儀表的量程來(lái)達(dá)到擴(kuò)大系統(tǒng)測(cè)量范圍的目的。
2改造依據(jù)
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(lái)表示。
當(dāng)孔板設(shè)計(jì)完成后，且被測(cè)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)。
只要給出流量值q，經(jīng)過(guò)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(cè)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(cè)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。第一步，利用轉(zhuǎn)爐中修時(shí)間對(duì)轉(zhuǎn)爐總管氧量測(cè)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的最大值為12 OOOm3/ho使用專用軟件“流量測(cè)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)最大瞬時(shí)量為10 000 m3/h。累積量連續(xù)三個(gè)月和計(jì)控部二級(jí)計(jì)量轉(zhuǎn)帳數(shù)進(jìn)行比對(duì)，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)第二步，在轉(zhuǎn)爐總氧量測(cè)量系統(tǒng)改造成功之后，先后對(duì)電爐的另外三套氧氣測(cè)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(jiàn)表1。根據(jù)計(jì)算結(jié)果，對(duì)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(wèn)題
①應(yīng)正確估計(jì)實(shí)際流量最大值。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(chǎng)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)絕對(duì)不能超過(guò)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(guò)40kPa。
4使用效果
(1)改造后的四套氧氣流量測(cè)量系統(tǒng)均能達(dá)到原系統(tǒng)的測(cè)量精度;累積量與集團(tuán)公司計(jì)控部二級(jí)計(jì)量的轉(zhuǎn)帳數(shù)比對(duì)，能達(dá)到不超過(guò)1%的誤差的要求。
(2)改造后的四套氧氣流量?jī)x表滿足了生產(chǎn)車間對(duì)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(duì)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(jiàn)表3。表3中經(jīng)濟(jì)效益(單位:萬(wàn)元)計(jì)算公式為:經(jīng)濟(jì)效益(元)二鋼坯人庫(kù)量(t) x噸鋼氧耗降低量(m3/t) x氧氣單價(jià)(元/m3 )。即僅此一項(xiàng)年創(chuàng)效益81.34萬(wàn)元。
5結(jié)束語(yǔ)
通過(guò)對(duì)這四套孔板流量計(jì)的擴(kuò)大量程的改造，我們認(rèn)為:對(duì)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(zhǎng)，勢(shì)必要影響生產(chǎn)。我廠原來(lái)也有過(guò)改造為渦街流量計(jì)的設(shè)想，后來(lái)一方面考慮資金問(wèn)題，另一方面考慮在氧氣管道上焊法蘭存在一定的安全問(wèn)題，還可能因此而影響其它單位生產(chǎn)(因要全面停氧氣并吹掃)，最終選擇了該改造方案。這種利用原有設(shè)備在不投資的情況下，只經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)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。
摘自：中國(guó)計(jì)量測(cè)控網(wǎng)
