创新的高科技产品-chemnetdoc

Writer： admin Time：2022-12-25 Browse：122

　　第一部分 概述 包括焦炉煤气、高炉煤气、混合煤气流量的准确测量在仪表行业被称作高难度气体。 工厂用焦炉煤气、高炉煤气、半水煤气、混合煤气等都是一种混合气体，由于这类气体含有杂质（如焦油、粉尘、萘结晶等等），又称作脏煤气；由于其中含有饱和水汽，又称作“饱和煤气”，其水汽含量随温度的变化而变化，从而造成被测介质组分不断发生变化，这违背了常规流量计“被测介质组分不变”的设计基础，因此，在焦化行业常常听到“煤气流量测不准”、“这是一个很头疼的问题”等说法，结算双方也常常为此而发生争执。 煤气中含有的杂质（如焦油雾、萘结晶、粉尘等）都会黏附在流量传感器上，造成测量失真，也会直接影响测量结果。 CH系列煤气专用流量计量装置很好地解决了上述难题。 第二部分 各种煤气的特点 一 焦炉煤气 1 标况下干煤气组分 Ｈ2-----------------50～59％； ＣＨ4--------------23～29％； ＣＯ---------------5.5～8％； ＣｎＨｍ------------2～4％； ＣＯ2--------------1.5～3％ Ｎ2------------------3～7％； Ｏ2-------------------0.3～0.8％；17000～19000kj／m3（4063-4541大卡）H2-------------------------------1.5-3.0% CH4------------------------------0.2-0.5% CO-------------------------------25-30% CO2-------------------------------9-12% N2--------------------------------55-60% O2--------------------------------0.2-0.4% 工厂用高炉煤气中还含有少量焦油和粉尘等，其含量在各个企业略有不同。 2 标况下高炉干煤气密度 钢铁企业所产高炉煤气的组分构成略有不同，干煤气标况密度一般在1.29～1.30kg/ｍ３之间。 3 低热值 一般在3500kj／m3左右（约836大卡） 三 煤气流量测量的难点 1 水汽含量的变化 工厂用的各种煤气多属于“饱和煤气”，其中的水汽含量随煤气温度的变化而变化，并遵循道尔顿分压定律，煤气中的水分含量可以根据特定的数学模型计算出来。 介质组分变化之后，其密度、低热值等都在发生变化，流量方程的温压补偿功能无法矫正水汽造成的流量失真，因此如果不考虑水汽的影响，煤气流量的测量误差会很大。 如焦炉煤气，在接近洗苯塔出口处，煤气温度一般在35℃左右，远距离输送之后，其温度降低20℃以上的情况很普遍，尤其是在秋冬季节，这种现象就更明显，因此，在同一条煤气管道上的不同管段测量出来的煤气流量差距往往在10%以上。 2 密度的确定 密度是流量测量中的一个重要参数，各企业的高炉煤气、焦炉煤气和混合煤气密度是不同的，实践中发现，许多用户提供的煤气密度是不准确的，这会直接影响煤气流量的测量准确性。 准确的密度值应根据煤气的实际组分采用摩尔定律计算确定。 3 低流速影响 各种煤气都是依靠风机输送的，为了降低风机功率和电力消耗，煤气管道一般设计的比较粗，因此煤气流速都比较低，这意味着以贸易计量为主的煤气流量计，其量程比要求都很宽，以涵盖可能出现的最大流量和最小流量，而常见流量计的量程比一般不会超过1：10，能够准确计量的量程比一般在1：7以下，远远不能满足贸易计量的需要。 4 杂质影响 焦炉煤气中的焦油雾和萘结晶、高炉煤气中的粉尘和焦油都会粘附在传感器上。 煤气中的杂质对煤气流量测量产生两方面的影响，一是造成流量仪表测量精度下降或测量失败；另一方面是影响煤气密度的准确性，从而影响测量精度。 结论：一款实用、精确，可用于贸易结算的煤气流量计必须很好地解决上述问题。 第三部分 CH型煤气专用流量装置 一 简介 CH型煤气专用流量计量装置是根据煤气的流量特性，经数年研究推出的创新的高科技产品，目前已申报4项国家专利，其中包括1项发明专利。 这是一款高精度的流量计量装置，采用西门子PLC控制，触摸屏操作显示，集智能流量积算仪与探头清洗控制于一体，在干煤气流量基础上测量饱和煤气流量，保证了煤气流量的测量精度。 二 技术指标与功能 1 用于常规气体测量时，传感器精度0.5～1级，系统精度１～1.5级； 2 用于饱和煤气流量测量时，系统精度1～3级； 3 量程比最大可达到1：100，全量程高精度； 4 具有约定流量功能，小于流量下限（最小流量）时，执行约定流量（瞬时流量）； 约定流量由供气方与煤气使用方协商确定，需方不能确定约定流量的，系统默认最小流量为约定流量，即当检测出的流量数据小于最小流量时，系统按最小流量计算煤气流量。 5 具有停气切断控制接口和强制停气授权操作功能。 6 具有压力、温度、压差、瞬时流量显示功能，同时具有累积流量显示、查询、统计报表和打印输出功能； 可根据需要显示干煤气流量和饱和煤气流量。 7 本装置适合壁挂安装，防水设计。 8 本装置具有网络通讯功能，如果多台同时使用，配合计算机技术和网络通讯技术可以组成工厂能源管理系统。 三 工厂能源计量管理系统 多台CH型煤气流量专用计量装置可以组成工厂能源计量管理系统，采用计算机技术进行综合管理和控制。 可实现计量报表、即时监控、查询、打印等多种功能 网络拓扑示意图如下 第四部分 CH型煤气专用流量装置是如何解决测量难题的 一 技术创新 1 专用流量积算装置—发明专利 常规流量积算仪测量混合气体有一个重要的设计基础：被测气体的组分必须是稳定的。 饱和煤气中的水汽含量随温度的变化而变化，但常规流量计默认介质组分不变，打破了常规流量计的设计基础，因此不可能提供准确的测量。 高炉煤气、焦炉煤气、混合煤气等都属于饱和煤气，其中的水分含量随温度变化而变化，并遵循“道尔顿分压定律”，下表是饱和煤气温度与煤气密度关系的部分数据。 由下表看出，在饱和煤气中，无论是工况密度ρ1，还是标况密度ρo，都随温度的变化而变化。 温度/℃ 干煤气标况密度为0.4959kg/m3时，一個大气压下，不同溫度下的工况密度（ρ1） 干煤气标况密度为0.4959kg/m3时，不同温度时煤气的标况密度（ρo） 0 0.4978 0.4978 15 0.4751 0.5012 30 0.4586 0.5090 45 0.4510 0.5253 60 0.4568 0.5571 式中： Qvo --标况（0℃、1标准大气压K--仪表系数（流量计实流标定时得出的系数） 这是气体流量计量的基础方程式，现代气体流量数学模型都是对这一方程式的完善和补充。 从方程式和上面数据表看出，温度对煤气密度影响极大，从而直接影响流量测量的准确性。 CH型煤气专用流量计量装置，采用现代控制技术和独有的流量模型，根据不同温度点的水汽分压进行补偿计算，保证了对煤气流量的准确计量。 为了保证测量的准确性，CH要求用户提供准确的组分数据，由CH装置自行计算相关的参数，这些参数不仅仅包括密度，还包括对流量测量有重要影响的粘度系数、雷诺数等等。 2 旋风式吹扫装置—专利 旋风式吹扫装置是一个特制的蒸气吹入装置，通过此装置可以将高温蒸汽旋转着喷入传感器内部，定时将传感器测量部加热至一定温度，并保持适当的时间（10～20S），焦油和萘结晶会在短时间内融化或蒸发流走，保证传感器始终保持必要的测量精度； 3 专用导压集液装置—专利 导压集液装置实际上一个专用的防堵取压装置，可以有效地防止取压管堵塞，确保压力信号传输准确稳定； 4 量程倍增设计—专利 这是适应煤气贸易计量需要，针对宽量程计量需要专门开发的一项专利技术。 如山东雷奥外供煤气计量，要求煤气流量从100～10000Nｍ３/h之间都要做到准确计量，量程比为1：100，就采用了量程倍增设计。 二 高品质的配套元件 1 高精度传感技术 我公司与资深传流量感器制造商建立了长期稳定的技术合作关系，充分利用传感器技术发展的最新成果，流量传感器出厂前逐台标定，多段补偿，各个测量段精度均可达到0.5级。 2 高品质的控制元件 CH型煤气流量专用计量装置采用的控制检测元件均为进口或合资产品，（如差压变送器选用EJA或罗斯蒙特产品、PLC采用西门子产品、电磁阀采用了重庆耐仕产品等），保证产品的长期可靠运行； 三 现场考察 高精度的计量建立在对现场的细致考察和深入理解。 CH需在此基础上确定以下事项，以保证计量装置稳定可靠实用。 1 协助需方准确确定一系列可能影响计量精度的参数； 2 所有的流量传感器都有其最适合的应用范围，CH装置需要根据现场工艺状况选择最适合的流量传感器。 CH配用的流量传感器都是特制的专利产品，经常选用的流量传感器包括V锥、楔形、平衡式和威力巴等。 四 实流标定 CH配用的流量传感器均经实流标定，并可提供标定证书。 第五部分 基本配置 序号 名称 型号规格 1 专用流量控制箱 含PLC、触摸屏、专用软件 2 特制流量传感器 含导压缓冲装置等 3 智能微差压变送器 4 智能压力变送器 5 温度传感器 6 清洗控制设备 7 实流标定证书 第五部分 造成流量争议的其他因素 燃气设备都有一个额定用气量，这个额定用气量是根据煤气的标准低热值计算确定的。下列因素会造成实际用气量偏离额定用气量。 一 煤气的有效热值 煤气的有效热值是在煤气低热值基础上，去除了CO2、N2、H2O等不可燃气体带走的热量之后实际可利用的热量，对设备的实际用气量有直接影响，不可燃气体组分比例越大，有效热值越低，煤气用量越大。 1 根据某厂提供的组分数据如下： CO-----------------23% CO2-----------------12% H2-----------------2.4% CH4-----------------0.3% N2-----------------60% 据此计算的煤气低热值数据为3300 KJ/m3左右，正常供气温度是60℃ 60℃时该焦炉煤气热值大约2637 kj/m3，计算依据如下 60℃时该高炉煤气的组分大约如下： CO-----------------18.4% CO2-----------------9.6% H2-----------------1.92% CH4-----------------0.24% N2-----------------48% H2O-----------------20%（约130g） Q热=（12730*CO+10840 H2+35840 CH4）/100kj/m3 =2637 kj/m3 3 另外，加热过程中，那些不燃烧的气体会带走大量的热，带走热量的数量按比热容计算：CO2约为0.8 kj/(kg.℃)；N2约为1.04 kj/(kg.℃)；水蒸气约为2.1kj/(kg.℃)… 二 煤气压力 如果用气设备的内部阻力是确定的，供风量是固定的，那么进入用气设备的煤气压力将直接影响设备的用气量。 压力越高进入用气设备的煤气就越高，反之则越少。 这种情况下，稳定压力就是稳定流量，务必引起重视，一旦煤气压力高于需要的压力，就会造成煤气过量供应，煤气燃烧不充分生成大量的CO随废气排入大气，发热量不足，燃气设备内部温度不升反降，造成煤气浪费。 三 空燃比 空燃比是指空气流量和煤气流量的比例。合适的空燃比可以有效地保证煤气的利用效果。 如果空气量过大，多余空气必然造成废气量相应增加，会有相当一部分热量随多余废气逸入大气，造成热量损失，用气量就会增加。 如果煤气量过大，多余的煤气不能充分燃烧，废气中CO量增加，也会造成煤气的浪费。 创新的高科技产品 四项专利打造 山东三木自动化 电线 传线 网址：

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