莱钢1080m3高炉热风炉煤气流量检测技术的优化与应用

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摘 要： 从热风炉煤气支管流量检测的现状着手分析，从存在的问题、故障原因、解决措施三个方面详细剖析，结合现场实际，通过对热风炉煤气支管流量计进行换型改造，来提高煤气流量检测的精确率。

关键词： 煤气；检测；毕托巴流量计；优化

中图分类号：TF062 文献标识码：A 文章编号：1671－7597（2012）0220168－01

1 现状概述

股份炼铁厂5#、6#顶燃式热风炉系统分别于2005年7月和2005年11月建成投产，采用俄罗斯卡鲁金专利技术设计，各有3个热风炉炉体。5#、6#热风炉系统煤气支管分别采用V形锥流量计、威力巴流量计测量煤气流量。自2009年以来，由于V形锥流量计、威力巴流量计出现不同程度的堵塞，致使两座热风炉煤气支管流量无法准确检测，对热风炉以及高炉正常生产带来了不利影响。

2 存在的问题及原因分析

股份炼铁5#、6#热风炉在建造之时分别采用V形锥流量计、威力巴流量计测量热风炉煤气支管流量，如图1所示。两座高炉投产已有近六年时间，由于煤气支管内煤气水分大、杂质多，极容易形成粘性物质，经常出现流量计阻塞故障的发生，使得煤气流量测量不准确，热风炉岗位工无法准确控制煤气与空气流量比例，无法有效提高送风温度。

5#热风炉所采用的V形锥流量计，通过上下法兰连接在煤气管道上，无法拆卸清理；6#热风炉所采用的威力巴流量计出现流量计堵塞故障后，需要从煤气管道内拔出流量计进行清理，此过程煤气管道内煤气泄漏严重，极易造成煤气中毒事故，给现场维护人员带来了非常重大的安全隐患。

3 煤气流量检测优化支撑技术

鉴于以上煤气流量检测存在的问题，我们对此进行了改造，利用高炉检修和大修的机会，将两座高炉热风炉系统的煤气检测流量计进行换型，安装使用毕托巴流量计。

3.1 毕托巴流量计的工作原理。毕托巴流量计是采用皮托管原理提取流体流速（全压-静压＝动压） 再换算成流体体积流量与质量流量的差压式流量计。毕托巴流量计将探针插入管道，总压孔对正流体的来流方向，静压孔对正流体的去流方向，通过高精度变送器取得总压与静压之差即我们所要的差压，根据差压来计算流体的流量。

毕托巴流量传感器可实现每台探针都在高精度标准风洞上从0m/s的风速到150m/s的吹风标定，测点在管道中心区，并把标定的数据经过复杂的运算得出探针的修正系数，从而使修正后探针提取的中心流速与管道内各点流速的平均值形成对应关系。管道内各点流速的平均值与探针提取中心流速之间的关系是以清华大学几十年的吹风数据为依据的。

3.2 毕托巴流量计自身独特优点。毕托巴流量传感器从根本上解决了风速测量波动、防堵、耐磨等问题；通过在线疏通，解决了易挂垢介质的流量计量，其测量准确度较高。如测量流量、介质范围广；耐高温高压；高精度、高节能、高可靠性；安装简便、便于维护等等。

4 煤气流量检测技术改造方案

在确定好使用新型的毕托巴流量计后，我们咨询厂家，进行了流量计的安装与调试。

4.1 确定毕托巴探针式流量计的安装位置。5#热风炉在之前采用V形锥流量计，由于V形锥流量计长约2米，直接采用法兰对接在煤支管上，平时正常检修无法拆卸，并且下法兰距离热风炉14米平台仅0.3米，因为V形锥流量计会对下方一定距离内气流产生影响，甚至产生涡流，因此无法在热风炉14米平台靠近V形锥下法兰处安装毕托巴探针式流量计。所以确定在热风炉7米平台煤气管道直管段出安装，并且焊接了毕托巴流量计的安装平台。而6#热风炉在之前采用威力巴流量计，由于威力巴流量计也是从管道外部垂直插入煤气支管，因此在拆除威力巴流量计并关闭一次阀后，在热风炉14米平台煤气支管直管段处安装毕托巴流量计。

4.2 安装毕托巴探针式流量计。防堵型毕托巴安装时采用在垂直管道上从外部垂直插入式安装方式，安装方式有螺纹连接和法兰连接等多种方式。采用法兰连接安装时，只需要在测量管道上钻一个Φ50mm左右的插入孔，再将法兰连接座定位焊接在管道上，最后，按照要求将毕托巴插入管道中，通过螺栓与法兰紧固即可。毕托巴流量计插入式探针结构简单，可以在线插拔。

4.3 根据现场实际情况，确定清理方式。毕托巴流量计插入式探针结构简单，可以在线插拔，当测量焦炉煤气等脏污介质时，只要将一次阀关闭，可以随时拔出清洗，维护方便。并且由于煤气支管管径为对Φ1500mm，可以加装氮气反吹装置。

两根氮气吹扫管分别连接到毕托巴流量计正负压吹扫阀门，当流量计出现不通畅需要清理时，需将变送器阀门关闭，关闭毕托巴流量计两个取压阀，打开两个氮气吹扫阀即可。

5 结论

自毕托巴流量计在两座热风炉应用以来，热风炉流量检测的故障率明显减少了，而且能够更加准确检测热风炉煤气支管流量，热风炉操作工能够准确的检测和控制热风炉煤气支管与空气支管流量的配比，从而使热风炉送风温度得到提高，风温由改造前的1230℃提高到1260℃（如图2所示），在提高风温的同时，降低了高炉的焦比，真正做到了降本增效。

作者简介：

纪冬丽（1985-），安徽省池州人，助理工程师，从事自动化仪表维护工作。