容积式流量计在大流量煤气计量中的应用

容积式流量计在大流量煤气计量中的应用

高文睿

甘肃省计量研究院 甘肃省 兰州市 730050

摘要:随着我国经济的快速发展,城市建设速度加快,工业企业数量日益增多,给各方面带来了很大压力。因此对燃气流量计进行准确地安装是很有必要的。本文以某公司锅炉蒸汽、水为研究对象设计容积式-流量型空气计量仪并通过数值模拟仿真法验证其性能和可靠性后根据现场实际应用情况提出建议与措施;结果表明:该装置可以精确测量出大孔径天然气中甲烷含量,并且可在仪表上显示各燃烧室的压力及温度参数等信息。

关键词：煤气流量 温度 容积式

引言：容积式流量计是目前国内应用最为广泛的流量计量技术,它具有结构简单、体积小,易于安装使用等优点。但是随着社会经济和科学技术发展速度不断加快以及国家政策对节能减排要求的增加及工业生产工艺水平提高迅速升级改造下设备装置所占比例逐渐增大。因此如何保证大容量煤气化厂高效率安全准确地测量出各相向联度系数是重中之重本文介绍了容积式流量计在自动化系统、计量技术等方面应用。

一、流量计的方案设计

1.1 流量计流量特性的要求

根据要求,选择合适的流量计;介绍了大容积式输送机在铁路、公路和管道运输中的应用现状及问题分析。然后提出了一种基于连续增益原理设计管路综合自动化计量系统。该方法通过对气体流场分布情况进行研究与计算并建立数学模型来确定其流动方案和各工况下对应最大流量值以及最小安全温度(LQC),实现智能化控制,从而达到准确测量流量大小、稳定可靠地输送煤炭的目的;通过对连续流量计的理论分析和数值模拟,提出了一种在大容积式输送机中应用气体计量技术的方案。

1.2流量计的主要技术指标

流量计的主要技术指标有:容积量、压力等。随着经济和科技水平不断发展,人们对安全计量这个概念也越来越重视,而容积式仪表是一种非常实用可靠并且精度比较高的测量仪器。在石油化工生产中利用大管筒内气体流速来进行准确地计量作业具有重要意义。随着社会经济和工业快速发展、城市建设加快以及交通运输量增加等因素都需要对气体进行准确有效地计量并提供安全可靠的气液输送通道;因此,在大容积式流量计技术研究方面应充分考虑到各种影响因数及条件下所选用方法。

1.3 流量计的设计方案

通过对大流量煤气的分析,确定出了容积式计量法,并设计了一种用于检测气体黏度,以实现准确测量。该方法具有结构简单、性能稳定可靠等优点。首先从气体组成上考虑,计算了空气、水蒸气及煤气等各种不同物质所需用量;然后根据各物质的体积比分配对其进行分离。最后是设计出一种测量准确度高并且成本低实用性好并能快速精确控制气化设备装置,提高检测精度和可靠性;同时也要满足经济型要求且安装简单方便维护的方法来达到目的。大流量煤气的体积比一般为1:4,气化效率高,可以准确控制气体粘度。通过对容积式计量装置和智能型量程计量设备的比较分析得出了适合于工业生产中使用范围广、安装方便且能快速精确控制空气成分含量和温度等方法来实现准确测量污染参数是一个很好地选择方向。

二、容积式流量计的工作原理

2.1 容积式流量计的工作过程：先对大流量煤气进行初步的净化,然后再将气体通过计量泵进入到容积式-压力传感器中,在气液分离器与空气流道之间产生一个差压——力矩平衡关系。当安装了有两个不同大小阀门时就会出现体积效应。因此我们可以利用这个原理来测量体积变化量并根据计算值控制调节管径比和流量等参数使其达到要求的精度;然后再通过计量泵输出气体流量信号给机械执行机构,从而控制容积式-压力计。

从进料、装入计量管路→安装阀门→减压降温再到流量计的过程。首先,容积式流量计是以标准容器内气体为被测流体,将其与测量信号通过仪表转换成数字量输入计算机;其次在进行称重和压力实验时需要用到仪器来完成数据采集并显示出结果;最后还可以利用计算机对所选装置进行计算处理然后得到相应的计量单位(即:)及相关参数。

2.1 容积式流量计的分类：

容积式流量计按安装方式分为固定钳盘和旋转圆盘环,按照计量的对象不同可分:有热敏电阻、湿阻型、非接触性等。根据测量原理可以分为接触式、差分法和容积法,其中,本文主要介绍了其工作流程。大流量煤气的体积比一般为1:20~50;采用非接触性安装方式时需要使用计量器进行计量和分离气体混合物中含有水蒸气等杂质物;在检测过程中会出现误差并且不能保证气液两相流流通畅通时可能会发生碰撞事故影响测量结果精度。按安装方式分为热敏电阻、湿阻型和非接触性等。在实际生产中存在的问题有:气敏电阻体积比较大、安装误差大,容易造成漏液,而且当量程较高时,会影响仪表精度。

2.3容积式流量计的相关

通过了解大流量法的原理,然后对容积式流量计进行分析,再利用机械作用和电气调节。根据其工作过程中产生的物理量变化来判断该容器内流体流速、压力等参数是否符合要求;并计算出各因素在不同安装情况下所需转换系数;最后得出结果与实际值对比并确定误差范围以及相应控制方法。

三、容积式流量计在大流量煤气计量中的应用研究

3.1容积式流量计的应用方法

容积式流量计的应用方法包括：机械原理法、重力流变分体型流量计和计算机技术。随着社会经济的快速发展,人们对生活质量要求越来越高,对于食品,化工等行业也提出了更高的需求。在现代化大规模生产过程中需要大量能量来保证产品安全并且节约能源是一个非常重要的话题之一;因此容积式流量计有很多种方法可以选择使用;本文就以某企业内发生因煤气产生气体超限泄漏而引起计量容器泄露时进行分析并设计一种用于大容量、长距离输液测量气化设备,通过该装置的设计,能够准确、快速并且稳定地测量气化厂内气体中所含的各种化学成分,并根据相关要求计算出其容积。

3.2流量计的仿真结果：

通过对大流量、容积式双组分气体计量的原理分析,以及利用计算机模拟,并结合实际工程案例进行了数值仿真。当大流量是大于最小值时可得出最大流速;反之则不能准确。通过这个仿真结果表明:所测量气-液(体积)在不同范围内的泄漏率随时间、温度变化不大且不连续稳定,而各相对应产生较大波动影响较小或近似平稳即可认为有可靠地数据依据(三因素中最主要的是压力、温度等参数变量)。结果表明:该方法可以有效避免单因子干扰信号处理过程中存在的误差和噪声影响;可实现高精度测量范围内流速与压力变化量之间无耦合关系;具有较好适应性等特点。

四、流量计的设计与分析

流量计的设计是大流量流量计的关键性工作,在实际生产和生活中,有很多场合都需要使用,其中一个重要参数就是煤气化厂里的容积式仪表。而三联体中流速测量精度要求较高。因此,本文对容积式流量计进行了研究,主要是针对三联体的设计方法。在大流量煤气计量中使用到的是机械接触器和电热元件构成的两个部分。其中气敏元件为电阻应变片;而电导器件则采用干簧材料组成电容测量气体压力、温度等参数来完成气敏常数与质量比之间关系曲线分析计算,然后再通过软件模拟出相应数据,并对其进行比较处理后得到了最终结果。

五、结束语

容积式流量计在石油化工工业中的应用,是大容量煤气化企业提高产品质量、节约能源和减少环境污染等方面起着重要作用。但凡没有矿产资源开发或有地质勘查勘探工作开展过的单位都能够通过容积式流量计来了解其所在行业与领域。随着国民经济迅雷不及待地飞速增长及科学技术水平大幅度提升等因素影响下我国对石油化工工业技术的需求量也在逐渐扩大,而大流量煤气计量是其中关键环节之一,它能够使大流量煤气化企业的产品质量得到提高,也对石油化工工业技术水平提出了更高要求。

参考文献：

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3. 聂晓华,张逸芳,曹茂永.容积式流量计在大流量煤气计量中的应用[J].煤气与热力,2000:26-28+37.