轉爐負能煉鋼是冶金制造企業(yè)節(jié)能措施之一。煉鋼轉爐回收煤氣的合理利用就是重要環(huán)節(jié)。根據(jù)流量計量，對轉爐煤氣流量、煤氣中的含氧量、含一氧化碳量進行調(diào)節(jié)控制，使合格的轉爐煤氣回收到企業(yè)煤氣系統(tǒng)，除煉鋼作業(yè)回收用外還作為能源提供給公司內(nèi)各用戶，實現(xiàn)負能煉鋼目標。轉爐煤氣的回收是技術難題，轉爐煤氣的計量也是難題之一。因為進行轉爐煤氣測量的流量計需要適應轉爐煤氣臟塵大、高溫、管徑大、不停產(chǎn)特性，而必須滿足抗臟塵、能長期穩(wěn)定運行、維護量小、適合大口徑管線、檢測元件可不停氣在線安裝等計量需求，同時還具備計量實時數(shù)據(jù)存儲功能。經(jīng)性價比分析，濟鋼采購測管式流量計應用于第一煉鋼廠轉爐煤氣回收測量。

    與其他流量計的性能比較

    以前，大口徑煤氣流量測量曾用過孔板、文丘里管、威力巴、氣體超聲波、熱式質(zhì)量流量計等作為檢測元件。

    孔板和文丘里管存在①阻力損失大；②測量臟污介質(zhì)（如煤氣）取壓孔易堵塞；③必須在斷流的情況下安裝拆卸，對于連續(xù)運行的工藝管線，安裝變的不可能；④管徑大于1.0米孔板不在國家標準（GB/T2624-93）支持范圍內(nèi)，孔板的設計缺乏嚴格的科學依據(jù)等問題，應用效果不理想。

    威力巴和氣體超聲波雖是可不停氣在線安裝的插入式流量計，安裝維護方便。但是，威力巴易發(fā)生取壓孔堵塞；而氣體超聲波因為探頭上易結污垢，造成聲波的反射和衍射；嚴重時需每周拆下清洗并丟失計量數(shù)據(jù)；應用效果不理想。

    熱式質(zhì)量流量計可不停氣在線安裝但需預置特性值，因為動態(tài)的轉爐煤氣含塵量、含水量與其出廠時的理論預設特性值發(fā)生較大變化，使得測量值不是偏低就是偏大，應用效果不理想。

    基于皮托管測量原理的FJP型測管式流量計，是依據(jù)ISO3966《封閉管道流體流量的測量―采用皮托靜壓管的速度面積法》國際標準進行系統(tǒng)安裝和補償運算的，并針對被檢測介質(zhì)臟污、含水等因素，在測頭和結構上采用獨特的專利設計（專利號：200420000638.7），避免了流量計檢測元件的堵塞與結垢，又能在工藝管線不斷流下進行在線安裝、拆卸和吹掃。該流量計完全適合計量需求。

    簡要介紹FJP型測管式流量計的引用標準與測量原理

    FJP型測管式流量計

    引用ISO3966《封閉管道流體流量的測量―采用皮托靜壓管的速度面積法》國際標準。該標準規(guī)定在充滿流體的封密管道內(nèi)，處于穩(wěn)定流動狀態(tài)的體積流量的測量方法?？蓽y量流體的流速范圍：下限流速（空氣）為測頭在風洞中標定的最低流速（約3.0m/s），上限流速小于0.25倍的馬赫數(shù)。 

    據(jù)標準介紹，測頭所在位置的局部流速為：

             式中：

    a為測頭校準系數(shù)（ 測管式流量計的每一支測頭須經(jīng)在國家技術監(jiān)督機構授權的風洞上進行標定，以獲得測頭校準系數(shù)。）

    （1-ε）為可壓縮性修正系數(shù)。在液體中ε＝0，所以不需要可壓縮性的修正；但在低馬赫數(shù)的可壓縮流體中，系數(shù)（1-ε）可按下述關系確定：

                式中：

　　r為比熱比              　　P為局部靜壓

　　ρ為流體的局部密度   　　ΔP為由皮托管所指示的差壓

　　可壓縮流體的密度由下述方程確定：

           式中：

    R＝8.3143 J•mol^－1•K^－1,摩爾質(zhì)量以千克/摩爾表示并對空氣的值為02895；

    Z是氣體定律偏差系數(shù)，對壓力小于10倍大氣壓和溫度在273K和373K之間的空氣來說，它與1相差無幾（它應與可壓縮性修正系數(shù)（1－ε）有區(qū)別）；

　　T是由下述公式所得的局部靜溫度：

　　　　　　　          　         式中：

　　T₀　是采用一個理想的全溫探頭在管道軸線上測得的總溫度。

    該國際標準確定的測量方法是在95%置信水平上、有關流量不確定度≤2.0%  。在滿足標準規(guī)定的測量條件下，由其它因素影響所引起的誤差為：

            

    式中：Δq_V―流量誤差；Δ（Δp）―差壓測量誤差；Δp―壓力測量誤差；

             Δγ―比熱比誤差；ΔT―溫度測量誤差；ΔF―面積測量誤差。

    該誤差與方法誤差合成，總不確定度范圍為2.0～3.0% 。

    防堵塞措施

    工業(yè)煤氣中大都含有水蒸汽狀態(tài)水分通常稱為濕煤氣，煤氣中的臟污粉塵隨冷凝水析出，可在取壓管內(nèi)壁結垢；往往造成測孔元件的嚴重堵塞。測管式流量計的測頭設計，采用獨特的蹄形切口結構，向下安裝，濕煤氣中的冷凝水隨時滴入管道不再存積于引壓管內(nèi)；該式流量計自身還配有在線吹掃裝置可隨時進行吹掃，較好解決了取壓管內(nèi)壁結垢難題。摘說明書圖示如下

均速管流量計測量臟污介質(zhì)易發(fā)生堵塞

測管式流量計的測頭結構

    使用效果與作用

    測管式流量計自投用運行穩(wěn)定，再沒發(fā)生檢測元件堵塞，測量數(shù)據(jù)隨機性良好。難能可貴的是，該大口徑流量計可在風洞中標定測頭系數(shù)實現(xiàn)測量設備溯源需求，完全符合ISO10012：2003、ISO9001：2000國際標準要求。該式流量計為實現(xiàn)“負能煉鋼”提供了準確有效測量手段，使轉爐煤氣回收績效有據(jù)可查、實在可信。