毕托巴流量计在宣钢焦炉煤气计量中的运用

黄宁

摘要：焦化厂炼焦作业必然会产生焦炉煤气，这是一种比较重要的副产品，发热效果好、热值较高，但由于焦炉煤气中含有较多的水分、苯、焦油、等杂质，煤气流量测量时经常会将测量设备堵塞，进而影响计量结果。毕托巴流量计是一种重要的测量介质管道中心流速的流量计，本文主要就毕托巴流量计在宣钢焦炉煤气计量中的具体应用问题进行简单的讨论分析。

关键词：毕托巴流量计；焦炉煤气计量；节能分析

毕托巴流量计的前身是一种智能探针式流量计，属于一种皮托管原理的流量计，具有节能、可靠性高、安装简便、耐高温高压、测量范围广等优点，在液化气、天然气、煤气、空气、水、焦油、化工物业料等各种流体介质的流量测量中十分常见，本文主要就毕托巴流量计的工作原理进行简单的介绍，重点分析安装投运方法以及具体的节能效果。

一、毕托巴流量计的工作原理

毕托巴流量计是一种差压式流量计，是根据国际标准ISO3966《封闭法管道中流体测量——采用皮托静压管的速度面积法》进行设计的，具体的应用过程中，利用皮托管原理提取流体流速，然后换算成流体的质量流量或者体积流量。该流量计采用非收缩节流设计，实际的流速测量过程中，首先需要将传感器插入到气体管道的中心位置，将总压孔对准流体的流动方向，此时，总压与静压的差值为管道的差压，然后利用毕托巴流量计的风动标定曲线拟合出该测量点的标准差压，根据这一标准差压就能够计算出流体的流量。流量计的传感器一般安装在与水平管道垂直的上方管道的中心线位置，取压口与传感器平行线成30°，取压口遇到杂质时，重力作用下，杂质会自行脱落，因此不用担心杂质会粘附在取压口上，堵塞流量计，影响流量计的测量精度。

传统的煤气测量一般选用的是差压式孔板流量计，虽然计量的精准度比较高，但由于焦炉煤气中含有较多的灰尘、水分、焦油等杂志，很容易附着在导压管管壁上，导致导压管被堵塞，影响计量的精准度。毕托巴流量计则不会出现这一问题。

二、毕托巴流量计的安装及投运方法

毕托巴流量计安装时，在水平官道上从上往下插入，主要有法兰连接和螺纹连接两种连接方式。法兰连接时，首先根据传感器的大小在测量管道上钻一个尺寸合适的插入孔，然后将法兰连接座定位在管道上，按照相关的连接要求开孔，将流量计插入到被测管道中一定长度后，利用法兰及螺栓紧固。煤气属于易燃气体，连接过程中要做好防火安全工作，现场工作人员要能够结合作业环境具体的条件看，制定合理的应急预案，配置好灭火器材，一旦出现火灾，及时扑救，降低损失保证现场作业人员的人身安全。

（一）毕托巴流量计的安装步骤

具体安装过程中，首先按照预先设计好的技术参数在被测管道上量好安装前后直管段距离，找好安装点之后，将管道打磨光滑，焊接好连接底座、安装好开孔器后可以进行开孔作业，煤气管道需要采用带压开孔方式，因此最好选择手动开孔器。开孔作业完成后，将穿孔机器取出，插入时要详细的检查毕托巴流量及的头部方向及插入尺寸，流量计安装完成之后，头部位于管道中心线上，总压孔对正来流方向。传感器插入之后，固定好螺杆，将总压及静压的因出口导压管引到差压变送器的三阀组之上，两个导压管需要处于同一个水平面上，为了避免因为高度不一致导致测量误差，导压管的弯度应保持一致。最后检查管道接头的气密性，气密性检查一般使用肥皂水即可，一旦出现泄漏问题要及时处理。此外，管道焊接部位需要进行使用黄油等材料进行防锈处理。

（二）毕托巴流量计投运方法

投入运行过程中，差压变送器主要利用积算仪进行供电，电压为24V，必须要保证差压变送器线路连接正确；差压变送器的量程、单位等相关参数由通讯器进行设置，正式投运之前需要检查差压变送器的零点的准确性，如果出现偏差要及时进行调零处理。调零完成后，将差压变送器的正压阀、平衡阀关闭，快速打开负压阀，此时差压变送器正式投入运行。投运过程中，根据BTBA积算仪厂家提供的参数设置积算仪，连接电力线路，检查回路电流与瞬时流量是否对应。

三、毕托巴流量计节能分析

与传统的孔板等差流量计相比，毕托巴流量计具有良好的节能性。它的一次测量元件智能探针是由不锈钢制成的，截面积非常的小，因此在煤气管道中几乎没有压力损失，可以极大地减小流量计的运行成本。某焦炉煤气管道的规格尺寸为920×7mm，设管道压力为7kPa，工作温度为60℃，煤气的密度为0.45kg/m3，该焦炉鼓风机24h运行，设鼓风机电动机的效率为85%，工业用电单位费用为0.7/kwh，介质体积流量记为QV，为9.72m3/s，使用毕托巴流量计进行测量时，压差记为ΔPV，为0.14kPa，压损系数为0.03，则产生的压损PPLV为003ΔPV，功率损失记为HpV，HpV=QV×PPLV1η，其中η指的是电动机效率，最终得出功率损失为0.048kW。在相同的条件下，利用标准孔板流量计测量煤气的流量，孔板的开孔比β为0.66，查询相关资料，可以知道孔板产生的压差ΔP0为1.225，压损系数为0.5，通过该流量计产生的压损记为PPL0，为06125kPa，功率損失Hp0=QV×PPL01η=7.004kW，对比两种测量方法下产生的功率损失可以明显发现前者的电能损耗更低，节能效果良好。

四、结语

与传统的差压流量计相比，毕托巴流量计具有防堵塞、耐磨、节能、适用性强、结构简单安装便捷、测量精度高、测量范围广等优点，现阶段應用十分的广泛。随着科学技术的快速发展，未来还将产生许多新型的流量仪表，但无论是哪一种流量仪表，都有一定的适用条件，有一定的局限性，在实际的工业生产过程中，作业人员要能够介质的性质以及各自的测量环境，合理的选择适当的测量仪器，提高测量的精准度，降低测量过程中的能源损耗，尽量节省企业的生产成本，为企业创造更多的经济效益。

参考文献：

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