北京思量测控设备有限公司
Beijing SiLiang Measurement & Control Equipment Co., Ltd.
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某钢铁有限公司高炉煤气放散应用案例

、工艺参数

检测位置

流量计名称

型号

工艺参数

数量

备注

煤气调节阀开度

高炉煤气放散塔

双差变型自整流V型皮托式流量计

HGPF-A3G

2600P6S2Z/

CS/P/T/FC2

介质:高炉煤气 管径:DN2600 工作压力:22KPA-30KPA 工作温度:40-50度 配备:两台EJA差压变送器(中差压和微差压切换)SLFU-400流量计算机,三阀组,(温压补偿一体化)带在线吹扫装置和手动吹扫装置

1

在线开孔安装

根据压力变化来调节

22KPA-23KPA5%

24KPA-25KPA15%

26KPA-27KPA35%

28KPA-29KPA50%

30KPA以上开80%

二、系统构成

双差变型自整流V型皮托式流量计是由V型皮托流速传感器,配备两台高精度差压变送器(一台是中差压,一台是微差压,通过设置HART短地址被流量计算机读取差压值),高精度压力变送器,带HART温变的标准热电阻,流量计算机(计算机里面设定一个差压固定值,现场实际差压超过此值,中差压变送器工作,流量计算机通过HART功能读取差压值,现场实际差压低于此固定值,微差压变送器工作,流量计算机通过HART功能读取微差压变送器的差压值)等组成。流量测量系统采用纯数字信号进行数据传输,消除了传统4-20mA模拟信号传输中带来的误差。V型皮托流速传感器配合两台高精度差压变送器(一台设置成HART0,一台设置成HART1)测出差压,通过HART数字信号进入流量计算机,同时通过HART功能读取温度和压力进行气体密度补偿。通过液晶显示出流量,差压,压力和温度,最后通过四路4-20mA信号把补偿后的流量,压力,温度,差压等输送到DCS系统。

整个系统由以下部件构成:

1)V型皮托流速传感器用来获取管道流体流动产生的差压,按照管径定制,传感器插到管道中心的位置,有两个取压口,H表示的全压,L表示的静压,流体流动的方向就是从H→L。

2)流量计具有吹扫接口和在线疏通装置。流量计高低压侧吹扫接口各有一个反吹截止阀,可以接氮气或蒸汽进行污物的吹扫。流量计高低压侧在线疏通装置各有一个疏通截止阀,可以用厂家提供的专用硬质合金钢丝进行污物的彻底在线疏通用。

3)三阀组用来保护差压变送器,并起到调零的作用。

4)两台差压变送器 (中差压和微差压)接收差压信号并转成4-20mA+HART数字信号到流量计算机。流量计算机采用HART总线,并根据差压切换设定的数值,自动切换读取这两台差变的差压数据。小差压时自动采用微差压变送器的差压数据,大差压时自动采用中差压变送器的差压数据,从而保证了全流量范围下的差压测量精确度。

5)压力变送器  用来测量管道静压,转成4-20mA+HART数字信号传输给流量计算机进行压力补偿。压力变送器一体化设计安装在流量计中,无需在管道上单独开孔安装。

6)标准热电阻(带HART温变)用来测量介质温度,转成4-20mA+HART数字信号传输给流量计算机进行温度补偿。温度测量热电阻以及HART温度变送器一体化设计安装在流量计中,无需在管道上单独开孔安装。

7)流量计算机具有HART总线接口,采用1根2芯电缆即可读取2台差压变送器、压力补偿变送器、温度补偿变送器共4个数据进行高精度流量补偿计算,同时可以输出4路可自定义的4-20mA信号给DCS/PLC系统。

流量计算机在冶金企业煤气流量测量中有以下突出技术特点:

● 采用HART协议数字信号+小波分析法,解决小差压测量精度问题

传统的4-20mA信号的分辨率有限,且模拟信号传输不可避免存在误差,因此在小差压的测量上误差较大,导致较大的流量测量误差。目前使用的差压变送器都带HART协议,但HART功能通常仅仅停留在使用手操器设置量程和调整零点上。

流量计算机可以直接采用HART协议读取变送器差压的数字信号,彻底消除了信号采集的误差,大大提高了小差压测量的精度。这一点在差压式流量计的应用中有着质的飞跃。同时,流量计算机采用小波分析法来解决流速低时,干扰信号对小差压信号的影响,使皮托式流量计测量低流速时,准确而稳定。

● 对多流速点的测头系数进行分段非线性修正,保证流量计在全流速范围的测量精度

HGPF自整流V型皮托式流量计通过在大口径风洞流量标准装置上进行标定,流速从0.2m/s50m/s,标定出10K系数。将这些标定系数输入到流量计算机中进行分段修正,可以保证流量计在全流速范围内的测量精度。

● 实时动态计算流速分布系数

流量计算机按照ISO 3966 -2008《封闭管道中流体流量的测量  用皮托静压管的速度面积法》国际标准,根据测量的差压、温度、压力数据,实时动态计算流速分布系数,确保流量测量的精确度。

● 解决煤气湿度影响流量计量的问题

冶金企业的煤气通常含有水,能源计量中如果混淆湿气体和湿气体的干部分,将会给煤气计量带来很大的问题。湿煤气在管道和气柜中都会产生凝结水,并会排放掉。因此,按照湿煤气中干部分的体积进行计量,煤气计量才可能平衡。

流量计算机可以根据设置煤气湿度,或在线湿度计测量的湿度,按照GB/T18215.1-2000标准计算人工煤气湿气体密度、湿煤气的体积,和湿煤气中干部分的体积,供企业计量部门使用。

三、技术指标

适用介质

烟气,高炉煤气,转炉煤气,焦炉煤气等

管道口径

DN50-DN6000

不确定度

1%

直管段要求

前十后五

流量范围

1:36(双差变型)

介质温度

-40-120度(气体型)

介质压力

4.0MPA

表体材质

316L

电气接口

G1/2内螺纹

电源电压

差变24V  流量计算机24V

输出信号

4-20mA+HART

防护等级

IP67

防爆等级

dIICT6iaIICT4

环境温度

-40-85度

环境湿度

5100%RH@40

通讯协议

2 RS485(需配套使用 SLFC/SLFU 流量计算机)

四、双差变型皮托式流量计配套高精度流量计算机设置说明

1)在流量计算机里面的流量计类型选项里面选择双差压。

2)差压方式选择双HART(指高量程和低量程的两个差压变送器都采用HART协议采集差压数据,每台差压变送器的HART短地址设置为不同的短地址)。

3)模块设置 (高量程差变低量程差变HART短地址要设置得与差压变送器的HART短地址一致)。

4)在流量计算机里面选择开启差压切换通道,系统将自动根据差压测量值和切换值的比较判断,自动在高低量程两个差压变送器的信号之间进行切换

5)在流量计算机里面输入差压切换值和差压切换回程差(小于切换值5%),当高量程差变信号和低量程差变信号都大于【切换值】时,系统采用高量程差变信号。当高量程差变信号和低量程差变信号都小于【切换值】【差压切换回程差】时,系统采用低量程差变信号

五、计算书