对于炼钢厂流量测量和液位测量系统改造选择方案的探讨

本文概述：
在炼钢企业的生产车间的连续生产过程中，需要通过管道来输送大量的物料，并且许多液体的原料需要用各种箱体和罐体来储存。由此就是产生了对于管道内的液体和气体的流量进行计算和控制，同时各种箱体和罐体内液体原料也需要通过相关的液位设置来进行测量和控制，这些过程仪表仪器是构成自动化控制和生产过程一个重要的环节。在流量测量部分一般包括以下几个单元：氧枪冷却水进水、回水流量、一文水流量、二文水流量、汽包给水流量；气体流量检测及显示主要有氧气总管流量、氮气总管流量、氮封口氮气流量、石灰窑煤气总管流量；其中液体液位的检测及显示主要包括液位检测有连铸事故水箱水位、三楼软水箱水位、汽包水位及蓄热器水位。
通过上述内容可知，在炼钢企业生产中有以下四点需要特别重视：液体流量检测、气体流量检测、水箱及汽包液位检测，本文就这两个方面与各位共同探讨。
　
一、气体流量测量
　　氧气总管、氮气总管是采用常见的使用孔板流量计作为节流元件的测量方法，在管道中插入一片中心开孔的圆盘，当流体经过这一孔板时流束截面缩小，流动速度加快，压力下降形成局部的流速差异同时得到比较显著的压差。在一定条件下，流体的流量与节流元件前后的压差平方根成正比。因此人们使用差压变送器测量这一差压，经开方运算后得到流量信号，如果要求更精确，在计算过程中还可以加入流束稳定后的压力补偿来计算。所以氧气总管流量计和氮气总管流量计是由孔板流量计和差压变送器组成。这种测量方法要求流体在流到孔板之前流束就必须稳定下来，所以要求安装时要遵从前10后5的原则。也就是说孔板流量计前面至少要有大于10倍流程管道外径的直管长度，后面要有大于5倍流程管道外径的直管长度。
　　而我们现场安装的两个流量计都装在调节阀和快速切断阀之间，而且直管段距离也不够，所以造成我们的流量不准确波动大。但是由于现场各方面的原因没有办法进行改造。
　　另外测量气体流量时，取压口应开在流程管道的**或侧面。并且差压变送器应装在流程管道的旁边或上面，以便积聚的液体容易流入流程管之中。对于我们氧气总管、氮气总管内的氧气、氮气来说比较干净不容易堵塞就可以把取压口开在流程管道的上方，变送器也可以装在流程管道的上方。
　　而对于像转炉煤气这种含水分及污物比较多的气体，取压口和差压变送器就要装在流程管道的侧面了，可以方便积聚的液体容易流入流程管之中，取样管就不容易被污物和水分堵塞了。
 
二、液体流量测量
　　氧枪冷却水进、回水流量和二文水流量测量都采用在管道中放入笛管式节流元件，使流体流过这个阻挡体，流动状态发生变化。根据流体在笛管式节流元件前后形成的差压来测定流量的大小，这种流量计叫做差压流量计，主要由笛管式节流元件及差压变送器组成。施工时错误的将其安装为（示意图1），一是被测的流程管道本身就没有满管；二是将取压口开在流程管道的上方取样管道内也不能满管气泡太多，导致测得的水流量不准且波动大。水泵每次停水送水都需要设备维护人员去给取样管排气、排污，流量显示波动才不会大。后来将取压口改到流程的侧面与流程管成向下45°并加装了两个排污阀如（示意图2）所示，这样一来不仅被检测的这一段流程管内能满管，取样管道内也能满管气泡也没有了，一是避免渣滓的沉淀；二是方便气泡排入流程管道之内；三是避免了污物排不出去而把变送器堵了。
　　 　　
 三、液位测量
　　用来测量液位的差压变送器，实际上是测量液柱的静压头。这个压力由液位的高低和液体的比重所决定，其大小等于取压口上方的液面高度乘以液体的比重，而与容量的体积或形状无关。但是以下两种情况，变送器的低压侧都存在一个压头，所以必须进行负迁移。
　　1）开口容器的液位测量。测量开口容器液位时，变送器装在靠近容器底部，以便测量其上方液面高度所对应的压力。容器液位的压力，作用于变送器的高压侧，而低压侧通大气。如果被测液位变化范围的低液位，在变送器安装处的上方，则变送器必须进行正迁移才能测量所得值与实际值相等。这种液位测量比较简单但要注意一点，工业用的冷却水污物杂质比较多，取压口不要太低，如果取压口太低时间久了底部沉积污物杂质以后就会把取压口堵死了。我们用的连铸事故水箱水位、三楼软水箱水位就是属于这种了，不然一般都不会有什么问题。
　　2）密闭容器的液位测量。在密闭容器中液体上面容器的压力P0影响容器底部被测的压力。因此，容器底部的压力等于液面高度乘以液体的比重再加上密闭容器的压力P0。
　　为了测得真正的液位，应从测得的容器底部压力中减去容器的压力P0，为此，在容器的顶部开一个取压口，并将它接到变送器的高低压侧。这样容器中的压力就同时作用于变送器的高低压侧。结果所得到差压值就正比于液面高度和液体的比重积了。
　　我们所用的汽包液位和蓄热器液位就是用的这种，安装如示意图3所示。但是这种测量方法要求密封比较好，如果密封不好蒸汽外漏或是高压侧的介质（水）外漏所测得压力就不准了。对汽包液位和蓄热器液位测量的改造就是解决漏汽的问题。
　　3）导压连接方式。①干导压连接。如果液体上面的气体不会冷凝，变送器低压侧的连接管就保持干的。这种情况称为干导压连接，决定变送器测量范围的方法与开口容器液位的方法相同；
　　②湿导压连接。如果液体上面的气体出现冷凝，变送器低压侧的导压管里就会渐渐地积存液体，从而引起测量的误差。为了消除这种误差预先用某种液体灌充在变送器的低压侧导压管中，这种情况称湿导压连接。
 
四、结束语
　　经过改造后的流量及液位更准确、稳定了，给生产提供了很好的参考价值。大大减少了维护人员的工作量，方便了操作人员了解掌握生产情况，取得了良好的效果。(本文由润中仪表科技有限公司整理发布)

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