转炉煤气回收测量仪表校准方法探讨

魏泽峰,曾秋凤，

（山东石横特钢集团有限公司，山东肥城 271612）

转炉煤气回收测量仪表校准方法探讨

魏泽峰,曾秋凤，

（山东石横特钢集团有限公司，山东肥城 271612）

转炉煤气是脏污介质，流量传感器在线运行经常粘附煤气中的杂质，形成结晶体，堵塞取压孔，导致流量测量不准确，需要定期拆卸维护、校准。由于没有在线煤气流量校准设备，流量计的校准是个难题，如果送计量院进行校准，送检期间转炉煤气流量无法测量。利用煤气柜柜容，采用体积法校准煤气流量计，经过研究和实施，保证了流量计准确运行。

转炉煤气；柜容法；测量；校准

1 背景

山东石横特钢集团有限公司有3座转炉，配套有3座2万m3转炉煤气柜（橡胶膜密封型），年回收转炉量达到3.5亿m3。因成本考核较严格，煤气回收是车间降成本的重要来源，煤气流量计是否准确对车间影响较大，因此计量争议不断。由于缺少在线煤气流量校准设备，煤气流量计的校准成为公司的难点。

2 柜容体积法校准介绍

在煤气回收期间直接读取流量计测得一个数据Q表Nm3；同一期间根据煤气柜的柜容变化得出一个工况体积Q柜，对工况柜容体积折算为标况Q柜Nm3，利用Q柜Nm3作为标准，校准在线运行的流量计。

3 系统组成与准确度

(1)柜容的测量方法与准确度。煤气柜是圆柱形直立式钢结构橡胶模密封干式煤气柜，底面积928 m2，柜高采用美国DE公司的DR7000雷达物位计，分辨率1mm/0.04″，精度±3mm/±0.12″。利用钢卷尺测量活塞配重块位移量，比对雷达物位计测量柜高数据，配重块位移375 mm，雷达物位计显示柜高变化量为377 mm，误差为+0.5%。柜容工况体积准确度为0.5级，比流量计准确度2.0级高出4倍，可以作为标准开展校准工作。

(2)气柜温度、压力检测表与准确度。在气柜内周边均匀分布安装了四支热电阻，气柜入口、出口各安装了两支热电阻，柜内煤气温度按周边四支热电阻的平均值计算。在气柜入口、出口和柜底安装有压力变送器，依据柜底压力为准。温度和压力检测表都进行了周期检定，在检定周期内合格使用。

4 校准方法

4.1 静态柜容法

煤气加压机停机、关闭气柜出口阀门，转炉煤气回收停止后，柜容的增长量折算为标况体积后作标准，校准仪表的方法。

4.2 动态柜容法

煤气加压机正常运行，气柜正常对外输送煤气，煤气回收前后用户用气流量稳定，依据送气期间的流量计算出回收期间的供气量，与回收期间柜容净增量相加求和，再折算为标况体积后作为标准，校准仪表的方法。

4.3 校准周期

采用柜容法校准流量计，方法简洁、高效，不产生费用，定为每月开展一次校准工作，每季度拆卸流量计进行一次清洗维护。

4.4 校准结果和记录

校准过程中做好校准记录，校准记录应体现仪表的误差结果r（%）。采用动态柜容法校准仪表时，r的计算应选取至少5个炉次的仪表计量数与柜容标况体积进行比对，取平均值，计算公式如下：

Q表:回收期间仪表计量数据，单位m3，Q柜N：气柜标况体积，单位m3。

柜容折算为标况体积的计算方法

标况和工况条件选取

标况为：Tn=0℃、Pn=101.3 kPa，工况温度T1：校准期间气柜入口测温仪表指示的最高温度，工况压力P1：校准期间气柜回收时入口压力。

柜容折标况计算公式

Q柜N=K×Q柜

K是标况折算系数，

Q柜是工况条件下根据柜容计算出的单炉煤气回收量，m3。静态柜容法校准时，Q柜=Q2－Q1。动态柜容法校准时，Q柜=（Q2－Q1）+（Q3－Q2）/t2×t1；其中：Q1是开始回收时的柜容，Q2是回收结束时的柜容，Q3是气柜送气结束时的柜容，也是下一次回收开始时的柜容。t1是煤气回收时间（min），精确到s，t2是回收结束到下次开始回收的时间（min），精确到s。

5 校准方法的误差来源与控制

采用静态柜容法校准仪表，受气柜高度限制、公司煤气管网压力等因素影响，只能比对一炉的煤气回收量数据，另外，此方法一般安排在车间换包停炉时进行，停炉时间一般在一小时以上，以第一炉的回收量做标准校准仪表，因测温热电阻存在升温延迟，难以消除测温不准带来的影响；采用动态柜容法时，理想的认为煤气回收前后气柜对外送气流量稳定。实际气柜送气量取决于用户用气流量，气柜回收煤气间隔约30 min，这段时间内用气流量可能存在波动，影响回收期间内气柜送气量的计算存在偏差。

两种方法都存在不可避免的误差，应深入分析影响因素，并采取措施尽可能减少系统误差。采用静态柜容法时，入口煤气温度的测量可以选用后续几炉或前几炉煤气的平均最高温度，消除温度对校准结果的影响；动态柜容法时，选取用气流量稳定的炉次做样本，用气流量可以从柜容变化折线记录体现出来，折线越直代表流量越稳定。剔除折线有波动、弯曲的炉次，减少送气流量波动对校准工作产生的影响。

6 实施效果

采用柜容体积法开展流量计的校准工作以来，流量计运行可靠，计量数据准确，上下工序对流量计信任度提高，减少了计量争议。煤气回收量出现异常波动时，一般都先从生产工艺上查找原因，给炼钢生产和工艺调整提供了正确的信息反馈，提高了计量管理水平，解决了公司的难题。

[1]郭绍霞.热工测量技术[M].北京：中国电力出版社,1997.

[2]张本贤.热工控制与运行[M].北京：中国电力出版社,2006.

[3]刘志才.自动化仪表[M].北京：中国林业出版社,2006

[4]李英顺.现代检测技术[M].北京：中国水利水电出版社.2009

A Discussion of the Calibration of Measurement Instruments for Converter Gas Recovery

WEI Zefeng,ZENG Qiufeng

(Shandong Shiheng Special Steel Group Co.,Ltd.,Feicheng,Shandong 271612,China)

As converter gas is a dirty medium,online flowrate sensors are often adhered with foreign matters which form into crystallization to clog the pressure sampling hole and cause inaccuracy in flowrate measurement.So the sensors require periodic dismantling,repair and calibration.But calibration of the flowrate meter is difficult due to lack of online gas flowrate calibration equipment:if it is sent to the metrology institute?the gas flowrate could not be measured during the period of calibration.Through study and practice,the gas meter was calibrated by using the capacity of gasholder and adopting the volumetric method,ensuring accurate operation of the flowrate meter.

converter gas;gasholder volume method;measurement;calibration

TP216

B

1006-6764（2014）03-0065-02

2013-09-02

魏泽峰(1978-),男,2001年毕业于山西太原电力高等专科学校热工检测与控制技术专业，仪表工程师，现从事冶金行业仪表技术管理工作。