對于煉鋼廠流量測量和液位測量系統改造選擇方案的探討

本文概述：
在煉鋼企業的生產車間的連續生產過程中，需要通過管道來輸送大量的物料，并且許多液體的原料需要用各種箱體和罐體來儲存。由此就是產生了對于管道內的液體和氣體的流量進行計算和控制，同時各種箱體和罐體內液體原料也需要通過相關的液位設置來進行測量和控制，這些過程儀表儀器是構成自動化控制和生產過程一個重要的環節。在流量測量部分一般包括以下幾個單元：氧槍冷卻水進水、回水流量、一文水流量、二文水流量、汽包給水流量；氣體流量檢測及顯示主要有氧氣總管流量、氮氣總管流量、氮封口氮氣流量、石灰窯煤氣總管流量；其中液體液位的檢測及顯示主要包括液位檢測有連鑄事故水箱水位、三樓軟水箱水位、汽包水位及蓄熱器水位。
通過上述內容可知，在煉鋼企業生產中有以下四點需要特別重視：液體流量檢測、氣體流量檢測、水箱及汽包液位檢測，本文就這兩個方面與各位共同探討。
　
一、氣體流量測量
　　氧氣總管、氮氣總管是采用常見的使用孔板流量計作為節流元件的測量方法，在管道中插入一片中心開孔的圓盤，當流體經過這一孔板時流束截面縮小，流動速度加快，壓力下降形成局部的流速差異同時得到比較顯著的壓差。在一定條件下，流體的流量與節流元件前后的壓差平方根成正比。因此人們使用差壓變送器測量這一差壓，經開方運算后得到流量信號，如果要求更精確，在計算過程中還可以加入流束穩定后的壓力補償來計算。所以氧氣總管流量計和氮氣總管流量計是由孔板流量計和差壓變送器組成。這種測量方法要求流體在流到孔板之前流束就必須穩定下來，所以要求安裝時要遵從前10后5的原則。也就是說孔板流量計前面至少要有大于10倍流程管道外徑的直管長度，后面要有大于5倍流程管道外徑的直管長度。
　　而我們現場安裝的兩個流量計都裝在調節閥和快速切斷閥之間，而且直管段距離也不夠，所以造成我們的流量不準確波動大。但是由于現場各方面的原因沒有辦法進行改造。
　　另外測量氣體流量時，取壓口應開在流程管道的**或側面。并且差壓變送器應裝在流程管道的旁邊或上面，以便積聚的液體容易流入流程管之中。對于我們氧氣總管、氮氣總管內的氧氣、氮氣來說比較干凈不容易堵塞就可以把取壓口開在流程管道的上方，變送器也可以裝在流程管道的上方。
　　而對于像轉爐煤氣這種含水分及污物比較多的氣體，取壓口和差壓變送器就要裝在流程管道的側面了，可以方便積聚的液體容易流入流程管之中，取樣管就不容易被污物和水分堵塞了。
 
二、液體流量測量
　　氧槍冷卻水進、回水流量和二文水流量測量都采用在管道中放入笛管式節流元件，使流體流過這個阻擋體，流動狀態發生變化。根據流體在笛管式節流元件前后形成的差壓來測定流量的大小，這種流量計叫做差壓流量計，主要由笛管式節流元件及差壓變送器組成。施工時錯誤的將其安裝為（示意圖1），一是被測的流程管道本身就沒有滿管；二是將取壓口開在流程管道的上方取樣管道內也不能滿管氣泡太多，導致測得的水流量不準且波動大。水泵每次停水送水都需要設備維護人員去給取樣管排氣、排污，流量顯示波動才不會大。后來將取壓口改到流程的側面與流程管成向下45°并加裝了兩個排污閥如（示意圖2）所示，這樣一來不僅被檢測的這一段流程管內能滿管，取樣管道內也能滿管氣泡也沒有了，一是避免渣滓的沉淀；二是方便氣泡排入流程管道之內；三是避免了污物排不出去而把變送器堵了。
　　 　　
 三、液位測量
　　用來測量液位的差壓變送器，實際上是測量液柱的靜壓頭。這個壓力由液位的高低和液體的比重所決定，其大小等于取壓口上方的液面高度乘以液體的比重，而與容量的體積或形狀無關。但是以下兩種情況，變送器的低壓側都存在一個壓頭，所以必須進行負遷移。
　　1）開口容器的液位測量。測量開口容器液位時，變送器裝在靠近容器底部，以便測量其上方液面高度所對應的壓力。容器液位的壓力，作用于變送器的高壓側，而低壓側通大氣。如果被測液位變化范圍的低液位，在變送器安裝處的上方，則變送器必須進行正遷移才能測量所得值與實際值相等。這種液位測量比較簡單但要注意一點，工業用的冷卻水污物雜質比較多，取壓口不要太低，如果取壓口太低時間久了底部沉積污物雜質以后就會把取壓口堵死了。我們用的連鑄事故水箱水位、三樓軟水箱水位就是屬于這種了，不然一般都不會有什么問題。
　　2）密閉容器的液位測量。在密閉容器中液體上面容器的壓力P0影響容器底部被測的壓力。因此，容器底部的壓力等于液面高度乘以液體的比重再加上密閉容器的壓力P0。
　　為了測得真正的液位，應從測得的容器底部壓力中減去容器的壓力P0，為此，在容器的頂部開一個取壓口，并將它接到變送器的高低壓側。這樣容器中的壓力就同時作用于變送器的高低壓側。結果所得到差壓值就正比于液面高度和液體的比重積了。
　　我們所用的汽包液位和蓄熱器液位就是用的這種，安裝如示意圖3所示。但是這種測量方法要求密封比較好，如果密封不好蒸汽外漏或是高壓側的介質（水）外漏所測得壓力就不準了。對汽包液位和蓄熱器液位測量的改造就是解決漏汽的問題。
　　3）導壓連接方式。①干導壓連接。如果液體上面的氣體不會冷凝，變送器低壓側的連接管就保持干的。這種情況稱為干導壓連接，決定變送器測量范圍的方法與開口容器液位的方法相同；
　?、跐駥哼B接。如果液體上面的氣體出現冷凝，變送器低壓側的導壓管里就會漸漸地積存液體，從而引起測量的誤差。為了消除這種誤差預先用某種液體灌充在變送器的低壓側導壓管中，這種情況稱濕導壓連接。
 
四、結束語
　　經過改造后的流量及液位更準確、穩定了，給生產提供了很好的參考價值。大大減少了維護人員的工作量，方便了操作人員了解掌握生產情況，取得了良好的效果。(本文由潤中儀表科技有限公司整理發布)

上一條：在進行流量測量儀表選型時必須關注的各類因素探討
下一條：時差式管道式液體超聲波流量計的實際應用與案例說明