煤氣流量的測量
在煤氣生產、輸送和分配各個環(huán)節(jié)有大量的煤氣表，有的用于一般監(jiān)視，有的用于貿易結算，其中用于貿易結算的計量系統(tǒng)，國家標準GB17167規(guī)定了其精確度要求。
(1)煤氣流量測量的特點
a.流體靜壓低、流速低，允許壓損小，一般不允許用縮小管徑的方法提高流速。
b.流體濕度高，有的測量對象還帶少量水，在管道底部作分層流動。
c.有的測量對象氫含量高，流體密度小，用渦街流量計測量時，信號較弱。
d. 煤氣發(fā)生爐、焦爐等產出的煤氣一般帶焦油之類黏稠物，有的還帶一定數(shù)量塵埃。
e.測量點位于壓氣機出口時，存在一定的流動脈動。
f. 流體屬易燃易爆介質，儀表有防爆要求。
g.從小到大各種管徑都有。
h.最小流量與最大流量差異懸殊。
i.用于貿易結算的系統(tǒng)，計量精確度要求高；作為一般監(jiān)視和過程控制的系統(tǒng)，精確度要求則低一些。
(2)國家標準規(guī)定的主要內容2000年國家質量技術監(jiān)督局發(fā)布了GB/T 18215.1《城鎮(zhèn)人工煤氣主要管道流量測量》第一部分采用標準孔板節(jié)流裝置的方法，對煤氣流量測量中的有關技術問題做了規(guī)定，其中:
①對流體的要求:“應是均勻的和單相(或可以認為是單相)的流體”。
②煤氣在凈化過程中都經過洗滌，因此一般水分含量都呈飽和狀態(tài)，相對濕度為100%。
③用于貿易結算的測量系統(tǒng)準確度一般應優(yōu)于2.5級?；菊`差限以示值的百分比表示。
④煤氣流量定義為濕氣體中的干部分。
⑤測量結果以體積流量表示，并換算到標準狀態(tài)。標準狀態(tài)的定義除了一般取101.325kPa、20℃之外，還兼顧煤氣行業(yè)的傳統(tǒng)，也可取供需雙方協(xié)商的其他溫壓和濕度。
⑥節(jié)流裝置采用多管并聯(lián)形式。
⑦在存在流動脈動的情況下，對測量平均流量提出了以下措施。
a.在管線上采用衰減措施，安裝濾波器(由容器及管阻組成)。
b.儀表檢測件盡量遠離脈動源。
c.采用盡量大的β和 △p，在測量處減小管道直徑。
d.管線、儀表支架安裝牢固。
e.兩根差壓引壓管阻力對稱。
(3)儀表的類型與使用
可以用來測量氣體的流量計有很多種，但測量煤氣流量的理想儀表卻幾乎找不到，這主要是由煤氣的特點所決定的。由于有焦油等黏稠物存在，旋轉型的流量計使用困難。由于密度小、流速低，渦街流量計使用困難。由于富含水氣以及氣體組分有變化，熱式流量計也不理想。最后還是已經使用幾十年的差壓式流量計唱主角。
①孔板差壓流量計
a.可換孔板節(jié)流裝置。國標GB/T18215-2000規(guī)定的是標準孔板。如果測量點流體較臟，需采用可換孔板節(jié)流裝置。這樣在不停氣的條件下，可對節(jié)流件進行清洗、檢修、更換。可換孔板節(jié)流裝置典型結構如圖3.20所示。
b.圓缺孔板。圓缺孔板是專為臟污流體流量測量而設計的特殊孔板。其開孔是一個圓的一部分(圓缺部分)，這個圓的直徑為管道內徑的98%。開孔的圓弧部分應精確定位，使其與管道同心，如圖3.21 所示。
當被測介質為濕氣體而且管道水平布置時，管道底部有可能存在微量分層流動的液體，這時選用圓缺孔板能使液體從下半部的圓缺部分順利通過節(jié)流件，而不會像標準孔板那樣將液體阻擋在節(jié)流件前，以致積液，影響測量精確度。同樣道理，當被測氣體中含有粉塵時，由于粉塵密度比氣體大得多，其中有些顆粒容易貼近管道底部被氣流帶走，選用圓缺孔板，顆粒也能順利通過節(jié)流件，而不會像標準孔板那樣顆粒在節(jié)流件前堆積。在冶金行業(yè)，煤氣流量測量對象較多，而且因為煤氣含粉塵和水滴的情況也很普遍，所以圓缺孔板使用得十分普遍。
c.多管并聯(lián)形式。多管(兩管、三管或四管)并聯(lián)形式的作用有三個，其一是擴大測量系統(tǒng)的范圍度。由于管道中煤氣流速一般都很低，因此，一臺孔板流量計的范圍度能達到3:1，那么，用一臺大口徑孔板與一臺小口徑孔板相配合，就能將范圍度擴大為10:1。其二是實現(xiàn)在總管不停氣的情況下拆洗節(jié)流裝置，從而避開價格昂貴的可換孔板節(jié)流裝置。當然，節(jié)流裝置上下游必須裝切斷閥。其三是解決DN>1000管道的流量測量問題。例如用4副 DN1000的節(jié)流裝置并聯(lián)使用，解決DN2000總管的流量測量。多管并聯(lián)形式的缺點是設備數(shù)量和投資成倍增加。
d.煤氣管排水和防凍。水平敷設的煤氣管道，有時發(fā)現(xiàn)管道底部有水流動，必須在節(jié)流裝置前裝排水設施。簡單又可靠的方法是利用水封實現(xiàn)自動排水，如圖3.22所示。圖中的液位差與壓力有如下關系。
在寒冷季節(jié)，排水設施內甚至地上敷設的煤氣管道的水都有可能會結冰，為防凍害，應采取防凍措施。
②均速管差壓流量計
標準孔板差壓流量計在煤氣流量測量中有極為重要的地位，有悠久的使用歷史。由于這一方法有豐富的實驗數(shù)據(jù)，設計加工已經標準化，只要按標準進行設計、加工、安裝、檢驗和使用，無需進行實流標定，就能達到規(guī)定的準確度，因而非常方便，并獲得廣泛應用。但是在管徑較大時，一套可換孔板式節(jié)流裝置價格相當可觀，所以如果測量數(shù)據(jù)僅用于過程監(jiān)測，精確度要求也不高，那么就可選用均速管差壓流量計。
均速管差壓式流量計在氣體流量測量中應用成敗的關鍵是引壓管不要被水滴堵住。由于定型的均速管產品所帶的切斷閥多半為針型閥，通徑較小而流體中的水氣經冷凝變成水滴，如果針型閥處理得不好或引壓管坡度欠合理，此液滴極易將通路封死。
差壓式均速管輸出的差壓信號一般都很小。當流體為常溫常壓的空氣時，如果流速為10m/s，只能達到62.5Pa的差壓。這樣，一滴水滴將差壓傳送通道封住，就足以將此差壓全部抵消掉。有的制造商將正負壓切斷閥改為通徑較大的直通閘閥，為保證儀表的可靠使用創(chuàng)造了條件。均速管典型安裝位置以及同差壓計的連接如圖3.23所示。
（4）用差壓式流量計測量濕煤氣干部分所用的公式
式（3.1）和圖3.1所示的方法同樣適用于煤氣流量的測量。只是由于流體的性質不同，基本公式中ρ1的求法不同。由于測量任務的不同，要從基本公式中的質量流量qm進一步計算濕煤氣的干部分流量還必須補充其他公式。
①煤氣密度計算公式
