萊鋼混合煤氣的密度補(bǔ)償計算
2011-09-16 03:21:50李夕平李莉芝
中國設(shè)備工程 2011年8期
李夕平，李莉芝，劉 偉
（萊蕪鋼鐵集團(tuán)有限公司，山東 萊蕪 271104）
1.萊鋼混合煤氣計量概況
萊鋼的主要軋材生產(chǎn)線，包括棒材廠、型鋼廠、板帶廠，均使用混合煤氣作為基本加熱能源，熱電廠混合煤氣加壓站將高爐煤氣配入焦?fàn)t煤氣中加壓后統(tǒng)一供出。對于煤氣的計量，大都采用孔板作為節(jié)流裝置，高焦配比的變化引起混合介質(zhì)平均密度的變化，給計量運算帶來諸多困難。混合介質(zhì)瞬時流量運算若采用動態(tài)密度值，存在很大困難，特別是成分變化引起的密度變化，在計量運算中十分棘手，計算公式模型繁瑣。因此在混合煤氣計量儀表中將配比認(rèn)定為常數(shù)來運算，在報表時進(jìn)行相應(yīng)配比數(shù)據(jù)補(bǔ)償計算。
高焦配比的波動對混合煤氣的體積影響很大。當(dāng)焦?fàn)t煤氣供應(yīng)緊張時，混合煤氣中高爐煤氣的比例較大，平均維持在高焦比2：1左右，有時高達(dá)3：1，而管路計量的孔板設(shè)計計算是以高焦比2：1配比為基準(zhǔn)的。當(dāng)焦?fàn)t煤氣大量配入時，高爐煤氣配入量減少，混合煤氣配比顯著降低，每10天平均配比最低曾達(dá)到0.2：1以下。因此混合煤氣配比與密度的相互關(guān)系在計量運算中需重新進(jìn)行密度補(bǔ)償計算。
2.計量模型中密度的處理方法及其原理
流量計算的基本公式為：
式中：M——質(zhì)量流量，kg/h；
k——流量系數(shù)；
ΔP——差壓值；
ρ1——工作狀態(tài)下的密度值。
由于氣體計量一般以標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積數(shù)為依據(jù)，故對煤氣的計量同樣也折算成標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)（1atm，20℃）下的體積流量，即：
式中：ρN——為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的煤氣密度值。
單一介質(zhì)的流量計量，公式中的密度ρ1一般采用壓力和溫度的函數(shù)數(shù)學(xué)模型運算來求得，對狀態(tài)恒定或變化不大的可以將密度看作常數(shù)。對混合氣體的計量比起單一氣體要復(fù)雜得多，特別是密度的計算不僅涉及溫度、壓力，還涉及組份及其配比。在實際計量中，各混合煤氣計量孔板的溫度和壓力參數(shù)參照正常值設(shè)定為常數(shù)，而配比也認(rèn)定為常數(shù)2：1，即在儀表中密度被認(rèn)定為常數(shù)來計算，這樣就需要對儀表計算出的流量數(shù)據(jù)根據(jù)密度進(jìn)行適當(dāng)?shù)难a(bǔ)正。
(1)密度的溫壓補(bǔ)償處理及其依據(jù)
公司各混合煤氣用戶計量點孔板計算溫度、壓力設(shè)定值如表1所示。
表1 混合煤氣用戶計量點孔板計算溫度、壓力設(shè)定值
（2）密度的配比補(bǔ)償
上面說明了流量的溫壓補(bǔ)償問題，至于配比問題需要再考慮。煤氣的瞬時配比測量及其相應(yīng)密度的計算在計量儀表中又是很棘手的問題，同樣需要化繁為簡，先在儀表中以固定的配比來計算，最后再以一定時間段的平均配比對儀表計量出的數(shù)據(jù)進(jìn)行配比密度補(bǔ)償。這種計量修正方法非常簡便，既省去了混合介質(zhì)流量測量的諸多棘手問題，又能比較準(zhǔn)確地計量出流量值，有它的顯著使用效果。
當(dāng)配比為X：1時，由于孔板設(shè)計為配比2：1，即計量儀表是以配比2：1時的密度計算流量，所以儀表運算數(shù)據(jù)為：
3.配比密度補(bǔ)償?shù)淖饔眉靶Ч?/h2>
在配比密度補(bǔ)償前，混合煤氣中平均高焦比數(shù)值較高，一般在2：1左右，高時可達(dá)3：1以上，由表2可以看出，此時的補(bǔ)償系數(shù)差值不大，一般低于5%。受生產(chǎn)波動的影響，煤氣的使用狀況也不斷變化，摻入的高爐煤氣比例變化很大，混合煤氣高焦配比波動特別大。高爐煤氣經(jīng)常停止配入，每10天平均配比最低已達(dá)0.2：1以下，由表2可以看出，這時的密度補(bǔ)償系數(shù)差值高達(dá)30%以上，進(jìn)行儀表運算數(shù)據(jù)的補(bǔ)正尤為必要。
表2 配比密度補(bǔ)償系數(shù)表
萊鋼的混合煤氣財務(wù)結(jié)算即以此計量儀表補(bǔ)償后數(shù)據(jù)為準(zhǔn)，配比密度補(bǔ)償?shù)慕Y(jié)算差值每年可達(dá)人民幣1 500萬元，這對供用結(jié)算雙方都很重要。通過配比密度補(bǔ)償，為生產(chǎn)的成本核算和節(jié)能降耗提供了更為準(zhǔn)確的計量依據(jù)，并為同類行業(yè)提供了重要的借鑒意義。同時，配比密度補(bǔ)償對計量統(tǒng)計工作也非常重要的，煤氣用戶很多，煤氣的統(tǒng)計平衡（不僅僅是混合煤氣，相關(guān)聯(lián)的還有焦?fàn)t煤氣平衡和高爐煤氣平衡）一直是比較困難的工作，配比密度補(bǔ)償大大提高了計量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，降低了煤氣平衡工作的難度。
目前，煤氣的日平衡工作，已在原來每月的密度補(bǔ)償計算的基礎(chǔ)上細(xì)化到每天進(jìn)行混合煤氣的密度補(bǔ)償計算，使出具的數(shù)據(jù)更加準(zhǔn)確，更加切合生產(chǎn)實際，得到了用戶的一致認(rèn)可。
