烧结脱硫烟气流量量程的修正算法

烧结脱硫烟气流量量程的修正算法

摘要：烧结脱硫烟气流量计的量程是基于一定温度、压力条件下的标况量程，对于监

控的工况流量，需要根据实际工况重新计算差压和对应的量程，详细介绍了量程修正计算

的方法和过程。

关键词：流量计，标况，工况，量程

The Conversion Method for the Flowmeter Span of the Sintering

Waste Gas Desulfuration

Han Jun

(Bao Steel, Shanghai, 201900)

Abstract: The flowmeter span of the sintering waste gas desulfuration is the standard conditions span based on the given temperature and pressure. For the working conditions flow, it is necessary to calculate the differential pressure and span based on the real conditions. The arithmetic and process for Conversion span have been discussed detailedly.

Key words: flowmeter, standard conditions, working conditions, span

1、概述

宝钢三烧结机头脱硫装置根据工艺和环保要求，共装有4套巍缔巴均速管流量计分别对

原烟气入口风量、除雾器出口风量、旁路烟道A风量和旁路烟道B风量进行测量，4个测点

均不满足直管段要求，为提高测量精度全部选用满管插入的探头。其中原烟气入口和除雾器

出口风量测量更采用2支巍缔巴均速管水平垂直交叉安装，并将2支流量计正压侧出口并联、负压侧出口

并联，组成横截面风量测量装置。系统投运后发现监测的风量与烧结工艺明显不匹配：烧结正常生产时主抽风机入口测量风量为1900～2100 Km3/h（压力-16kpa左右，温度110℃左右），而原烟气入口风量只有1200 Km3/h，存在明显的差异。经仔细检查分析，流量计厂家基于设计院提供的条件计算出的差压对应的流量是标况的量程，HMI监控中的量程与现场一致，这样就造成了偏差。环保局要求上传的流量是工况下的流量，因此需要将现有的流量折算成工况流量，一种方法是对实测的标况流量进行温压补正，但由于进行温压补正的检测参数不全，因此决定对二次仪表的量程按工况进行修正计算。

2、工艺参数与计算条件

通过查看流量计厂家的计算书和设计院提供的原始工艺参数，4套流量计的详细数据如表1所示。其中旁路烟气流量的量程为0～900 Km3/h，是基于压力为-100Pa、温度为110℃条件下计算的标况量程；增压风机入口流量的量程为0～1600 Km3/h，是基于压力为-400Pa、温度为200℃条件下计算的标况量程；除雾器出口流量的量程为0～1600 Km3/h，是基于压力为300Pa、温度为100℃条件下计算的标况量程。

设计院提供的设计温度与现场实际相差较大，其中增压风机入口、除雾器出口的设计温度是极限温度，不宜用来作为工况温度计算差压、量程。旁路烟道A、B一个是脱硫系，一个是非脱硫系，两者之间的温度有一定差异，计算时全按110℃也不合适。

表1 流量计的设计数据

3对应工况量程的重新计算 3.1体积流量计算

任何一种差压式流量计都是遵循伯努利方程的，即可简单的表述为：

∆P ⨯=ρK M (1)

其中M ：质量流量

K ：流量常数

ρ：介质密度

∆P ：差压

由式1可得体积流量计算公式

ρ/M Qv = (2)

无温压补偿时工况流量的计算模型如式3所示：

工

工工工

ρρρ∆P ⨯=

=K M Qv ……………………………………………（3） 如需要计算标况流量，可参照公式4：

标

工标标

ρρρ∆P ⨯=

=K M Qv ……………………………………………（4） 只要从差压变送器里接收到差压∆P ，就可以运算出瞬时流量和累积流量。 3.2理想气体状态方程

根据理想气体状态方程，由于温度压力变化引起的工况密度变化可用下式表示

标标工ρρρ⨯+⨯+⨯=⨯⋅⋅=

I )

T (T P )P (P T T P T P 000I 0工标标工…………………………（５）

其中：0T ＝273.15K

0P ＝101.33KPa

I P ：工况下表压力 I T :工况下摄氏温度

3.3工况量程的计算

由式3和式4可得：

)P (P T )T (T P Q Q 000v v I +⨯+⨯===0I 工

标标

工标工ρρρρM M

所以标况流量量程转换工况流量量程的计算公式如式6所示：

标工v 000v Q )

P (P T )

T (T P Q ⨯+⨯+⨯=

I 0I (6)

四套流量计工况下的表压力基本在0kpa 附近，设计计算所依据的压力与现场是吻合的，而现场工况实际温度与设计依据温度偏差太大，而且两个旁路烟道无温度检测，无法进行温压补正，所以所取的参考温度与实际工况温度越接近越好。增压风机入口和除雾器出口通过在脱硫控制系统收集近半年的温度数据进行计算，入口温度基本在125℃～135℃，取其平均温度130℃为计算所需的工况温度。除雾器出口温度一般为55℃～60℃，取其最高温度60℃作为计算所需的工况温度。两个旁路烟道由于无温度检测，就以各自烟道主轴风机前的烟道检测温度为基准，再加上15℃的风机升温作为实际工况温度，通过在三烧结主控制系统收集半年多的数据，对烧结正常工作时主抽风机前进口烟气温度进行平均，A 、B 烟道的温度为114℃和103℃，所以旁路烟道A 、B 的实际工况参考温度为129℃和118℃。各流量计实际工况参数如表2所示，根据表中的数据，应用公式6计算各工况流量流程也如表2中所示。

表2流量计的修正数据

根据计算结果，修改二次仪表和PLC 中对应的量程，并与独立测量的数据进行了比对，