简述质量流量计在煤焦化行业中的应用

1、概述
煤气净化是将焦炉送来的荒煤气经过洗刷、脱酸蒸氨、脱苯等一系列工序变成相对纯洁的精制煤气，再出厂送至煤气站或终端用户。
净化后的精制煤气中含有CO、O2、N2、H2等多种成分，每种成分的含量与工艺进程的控制有关，各工艺体系不尽相同。流量计计量单位一般选用体积流量和质量流量两种。马钢煤焦化公司对出厂煤气的计量选质量流量计，选用公制KG/HR作为计量单位，收集到的数据传送到DCS体系中央控制室集中办理。本文就质量流量计在高空大口径管道上的一些设备技巧以及调试进程中需求留意的一些问题进行总结，供我们参阅。
2、设备结构及检测原理
质量流量计是一种用于各类气体检测的热扩散式质量流量计。它由一个流量元件、一个流量变送器和一个封装组成。关于小口径进程管线，一般运用在线式流量元件；关于大于40mm的大口径进程管线，一般运用刺进式流量元件。流量元件的进程衔接方法、流量变送器的输入电源、输出信号标定以及封装和设备方法均有多种计划供用户挑选。依据现场环境（I区防爆）的要求，马钢选用了流量变送器与流量元件一体化就地封装、刺进式螺纹衔接设备方法的质量流量计。
检测原理为：一个低功率加热器经过加热一个电阻式温度探测器（RTD），在两个RTD间形成一个温度差。流体的活动将被加热的RTD上的热量带走，形成两个RTD间的温度差成份额改变。流量变送器将RTD间的温度差转换成一个刻度输出信号至DCS和一个可选的显现值至现场数显。图1为流量元件示意图。
3、设备
1）承认流量元件的设备方位
出厂煤气管道架设在管廊架顶层，标高＋7500mm，管外径1220mm，管材质为Q235炭钢。要求流量元件上游至少留出20倍管径（进程管线）的直管段；下流留出10倍管径的直管段。流量元件刺进进程管线，过中心线0.5inch（12.7mm），且与管线横截面在同一平面上。FCI主张流量元件竖直或水平设备在进程管线中。
考虑到进程气体中可能含有水分乃至少数焦油等液体集合到RTD上，再成珠状物滴下，带走部分热量影响两RTD上的温度差，然后影响到检测精度。我们采纳将流量元件设备在进程管线与水平线夹角45°斜向上的方位（如图2所示）。当有液体滞留在RTD上时，会敏捷沿着RTD向下散开，不至于集合成珠状物滴下而带走热量。
2）进程衔接头设备
进程衔接头为304不锈钢，成环柱状（如图3）。有必要保证进程衔接头上底面S与工艺管线轴线和L1地点平面平行，才能保证流量元件自进程衔接头刺进进程管线后，过横截面圆心，且与横截面平行。
首要，依据设备方位的要求，在工艺进程管线上标出一点O，在O点两侧，用线锤断定竖直方向与进程管线的切点A及A‘（如平视图4），连接AA’，过A及A‘作AA’垂线，自A及A‘沿其垂线向下标出1/4进程管线周长方位B和B’，过O点作OO‘⊥BB’于点O‘，则O’点就是流量元件的精确设备方位。
将OO‘线延伸，自O’点在OO‘及其延伸线上标出间隔持平的两个点C和C’（如图4所示）。在O‘点开孔，将进程衔接头点焊于O’点。凭借角尺，调整进程衔接头使其上底面S在BB‘方向上与进程管线轴线平行。在S面上作L2⊥BB’与环面外边缘交于D、D‘两点（如图3）。调整进程衔接头，使CD连线和C’D‘连线长度持平，再将进程衔接头焊接好。这样，就保证了流量元件刺进进程衔接头后于进程管线横截面平行，且过横截面地点圆圆心。
3）流量元件的设备
Ⅰ、核算出管道外径的1/2，加上0.5inch，在流量元件探杆上标出这一长度（自RTD端部）。
Ⅱ、将流量元件紧固件刺进进程接头，按ANSIB16.5力矩规格拧紧，并运用恰当密剂。检测进程接头和拧紧的紧固件全体高出管道的尺度，在第一个符号上标出这个长度。
Ⅲ、刺进流量元件，调整其方位，使第二个符号坐落紧固件上平面，这样就使流量元件超越管道中心线0.5inch；一起使流量箭头的小平面于进程介质活动方向平行（±1°），并使箭头指向进程介质的活动方向。
Ⅳ、承认以上3步骤无误（因金属套环在拧紧后以锯齿状卡入流量元件探杆中，流量元件便不能作任何调整），用扳手卡住紧固件，件紧固件螺栓拧紧后再拧1.25圈，这样，流量元件就密封固定设备到位了。
4、接线
Ⅰ、质量流量计用户手册

设备阐明以及接线图均注明电源可用24VDC或220VAC，别离供给一种接线端子。可拆开变送器封装后发现：接线端子旁注明ACONLY，故输入电源只能运用220VAC.
Ⅱ、ESD正告
流量变送器包括静电开释（ESD）灵敏设备，在打开封装或处理电子线路板设备时，需求运用规范ESD正告：运用带有接地的兆欧电阻器，或腕带，或膝带，使发生高静电的物品如非ESD允许的塑料、胶带和包装塑料等远离设备。
Ⅲ、接地与屏蔽
出于安全要素的考虑，特别要求220VAC电源选用三线制，其间一根接地线有必要衔接到流量变送器接线端子排的接地终端。
因传统4～20mA的I/O产品对变频驱动设备等发生的高频噪声搅扰较为灵敏，且现场的电气高频噪声污染较为严峻。防止仪器信号传输回路遭受搅扰，对输出信号电缆选用屏蔽电缆，且屏蔽层在接近变送器一端接地，DCS机柜一端包裹保护起来（另外，控制体系机柜组的交流电源接地、直流电源接地、电缆屏蔽层接地和机柜接地在柜内保持互相别离，而且接地网与工厂防雷接地网等相对独立）。
5、调试
运用流量变送器供给的一个RJ－12通讯串口，可与FCI的FC88通讯器和PC机DB－9或DB－25接口进行通讯，用于对流量变送器进行参数设定或批改，调试进程中需求留意如下几个简单出错的问题。
Ⅰ、流量计输出数据和DCS操作站显现的数据计量单位要共同，如SCFM或NCMH、LB/HR或KG/HR.
Ⅱ、流量计输出数据标定和DCS控制体系承受数据标定要共同，如4～20mA、0～20mA、1～5VDC、0～5VDC或0～10CDC.
Ⅲ、流量计的电子部分运用常数作为拟合曲线参数，用于显现流量值。此常数由4节组成，依据用户供给的进程介质中各种成分（如精制煤气中的CO、O2、N2、H2等）含量百分比等相关参数核算得出。流量计生产商在设备出厂前一般都将此常数固化在EEPROM中，用户不能批改。用户供给的这些参数都来自于规划单位的规划理论值，因而与现场实践参数有必定的差错。因而，流量计在实践运用中会呈现较大的差错，马钢煤焦化公司的此类流量计均因而呈现了严峻差错。
6、结束语
经过五冶自动化分公司、设备生产商和业主监理等多方技术人员现场剖析和调试，对我们在设备进程中对细节的把握和对技巧的运用给予了高度评价，特别是对流量元件在刺进进程管线时方位的挑选得到FCI充分肯定。事实上，热式刺进设备式质量流量计运用于可能含有水分等可凝结成液体杂质的进程气体时，流量元件设备方位都已选用在进程管线中线下方45°向上的方法。FCI的用户手册在设备设备方位挑选方面没有考虑介质含杂质问题，故一直沿用原有引荐设备方法未做批改，FCI技术人员口头上现已引荐并支撑本文所选用的设备方法。
设备投产运用进程中，差错仍然严峻存在，详细剖析后，以为：业主从前供给的进程介质中各种气体的含量百分比不精确，取样气化验后将这些参数发往SANMARCOSFCI总部从头核算了常数，由生产商技术支撑人员重新设定后，使马钢煤焦化公司第二煤气净化车间的两台质量流量计检测精度控制在了±1%以内，然后防止了出厂煤气计量禁绝而形成的经济损失。
本文用较大篇幅论述了流量元件现场设备定位的一些小技巧，特别提到了ESD正告与屏蔽接地等在施工中简单疏忽的小细节以及在调试整定进程中简单发生问题的几个方面。期望在以后设备调试同类仪器时，能为各位同仁供给一些能够学习的经验和教训.