毕托巴流量计在湿煤气流量计计量上的计算方法

毕托巴流量计在湿煤气流量计量上的计算方法

齐丽萍

（辽宁毕托巴科技有限公司，铁岭，112616）

一、概述

由于天然气的广泛应用,民用煤气已在我国许多城镇淡出,但在工业(特别是冶金

行业)中仍大量用煤气作燃料。煤气在生产过程中必须先进行水洗,这就造成煤气中含

有水蒸汽,水蒸汽的存在将对煤气流量的测量带来不容忽视的影响,这是长期以来在煤

气流量计量中困扰用户的问题之一。

其实,湿度对流量测量的影响及解决办法在国标GB/T2624—81《流量测量节流装置》及GB/T18215—2000《城镇人工煤气主管道流量测量》[都有明确的描述,只不过

在实践中对标准的理解存在偏差,以致造成在湿煤气计量中量值偏差大的问题。

为了搞清湿度对流量测量的影响,我们要先清楚几个概念:

如何得到湿度湿度有绝对湿度和相对湿度之分,上述标准给出了有关相对湿度的

计算公式,用相对湿度来计算简单明了,如何得到相对湿度之值呢?一般说来要用湿度

计测量,在输送过程中,由于温度、压力的变化,湿度也在变化,在不同流量测量点湿度也

不同,要安装许多湿度计显然是不现实的,我们可认为经水洗后的煤气其相对湿度为100%,根据测量点的温度、压力,用标准提供的湿度计算公式将水洗后的煤气湿度换算

成测量点的煤气湿度。

煤气种类名称煤气成分（体积%）相对比重爆炸极限（体积%）

H2CO CH4C4H10下限上限

焦炉煤气56-606-920-300.36 4.2737.59炭化炉煤气56.017.018.00.43 4.9

发生炉煤气9-1026-31 1.80.8915.9584.4水煤气52.034.4 1.20.54 6.2

高炉煤气1-423-260.3 1.0330.8489.48转炉煤气3-5.664.5 1.0418.2283.22煤气密度的计算

1、干煤气密度计算

设工作绝压为P1(MPa)，工作温度为t1(℃)，则

式中：

ρ20i:煤气中i组份在标况下(20℃,0.101325MPa)密度

ρ20：标况干煤气密度Nkg/m3

ρg1：工况干煤气密度kg/m3

2、湿煤气密度

式中：

ρ1:工况干煤气密度kg/m3

：工况湿煤气的相对湿度（%）

P smax,ρsmax:工况水蒸汽的最大可能蒸汽压力，最大可能蒸汽密度

P smax,ρsmax是这样确定的，当t1≤100（℃），且管道压力（绝）大于1个

大气压时P smax 就等于饱和蒸汽压力，ρsmax 就等于饱和蒸汽密度。注：在实际测量中，往往容易用干煤气的密度代替湿煤气的密度，再用差压式仪表测量流量时会带来误差，特别是温度越高、误差就越大。3、湿度的换算

上述计算中

是指在流量测量点附近测得的工况相对湿度，但在

实际中，湿度的测量点与流量测量点可能相距很远，中间还有可能存在其它设备，因此，应考虑湿度测量点的状态与流量测量点状态的差异，进行换算。

已知某一状态下的湿度，求另一状态下的湿度，按照下面的公式进行计

算：

式中：角标为1的标状态1的参数，角标2的标状态2的参数，P 是绝压，T 是热力学温度。4、煤气流量计算1）煤气工况流量计算

煤气的工况流量计算与煤气密度有关，对于干煤气计算时直接用干煤气的密度进行计算，对于湿煤气的流量就用湿煤气的密度进行计算。

2）干煤气的标况流量计算公式

1

1

1

10.101325n n vn v T Z P q q T Z =式中：角标为1的代表工况参数，角标为n 的代表标况参数。

3）湿煤气的标况流量计算公式

式中：角标为1的代表工况湿参数，角标为n的代表标况湿参数。

4）标况湿煤气中干煤气部分流量的计算公式

式中：q v1:工况湿煤气流量

q vng:标况湿煤气中干煤气部分的流量

：工况煤气的相对湿度

P smax:工况水蒸汽的最大可能蒸汽压力，可查饱和蒸汽性质标得到。因此，标况湿煤气中干煤气部分的量为已知量，可以把它换算成工况湿煤气量，换算公式为：

当同一标况湿煤气中干煤气部分的量换算成工况湿煤气量时，湿度的变化将改变煤气量的变化，温度越高，煤气量变化就越大。

举例说明：

焦炉煤气成分（%）

H258.83

CH423.75

CO9.56

CO2 2.56

O20.40

CmHn 2.58

N2 2.32

管径（mm)表压

(kpa)温度(℃)最大流量(m3/h)

常用流量

(m3/h)

14005285000040000

焦炉煤气，管径：1400mm；安装一台毕托巴流量计，β=0.03，

湿度为100（%）

标况下干煤气密度为：ρ20=0.45（kg/m3）

夏季流体温度t1=50（℃）,压力P1=0.105(MPa)

冬季流体温度t2=30（℃），压力P2=0.105(MPa)

设标况下湿煤气中干煤气部分的流量为q vn=40000(Nm3/h)

P smax,ρsmax:工况水蒸汽的最大可能蒸汽压力，最大可能蒸汽密度

P smax,ρsmax是这样确定的，当t1≤100（℃），且管道压力（绝）大于1各大气压时P smax就等于饱和蒸汽压力，ρsmax就等于饱和蒸汽密度。

最大可能蒸汽压力P1smax=0.01234（MPa），P2smax=0.004247（MPa），最大可能蒸汽密度ρ1smax=0.0830（kg/m3）,ρ2smax=0.03036（kg/m3）

工况湿煤气密度为：

=0.4563（kg/m3）

=0.463(kg/m3)