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        飽和水蒸汽對(duì)濕煤氣計(jì)量的影響量及修正方法

        2018-10-20 05:56:00董芳芳
        關(guān)鍵詞:水蒸汽濕度

        董芳芳

        摘 要:在鋼鐵企業(yè)中焦?fàn)t煤氣、轉(zhuǎn)爐煤氣和高爐煤氣大部分采用水洗法進(jìn)行除塵,煤氣中的水蒸汽對(duì)煤氣流量的計(jì)量有很大影響,由于溫度、壓力的變化,濕度也在變化,本文通過(guò)具體的實(shí)例,依據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)氣體濕度、煤氣密度、煤氣流量等問(wèn)題做了進(jìn)一步的討論,研究分析水蒸汽對(duì)濕煤氣計(jì)量的影響量,闡明了對(duì)煤氣進(jìn)行濕度補(bǔ)償?shù)谋匾浴?/p>

        關(guān)鍵詞: 煤氣計(jì)量;水蒸汽;濕度

        中圖分類號(hào):TQ015 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A

        0 前言

        在鋼鐵企業(yè)中焦?fàn)t煤氣、轉(zhuǎn)爐煤氣是采用水洗法進(jìn)行除塵的,高爐煤氣也大部分采用水洗法進(jìn)行除塵。即使有少數(shù)高爐煤氣采用干法除塵,在煤氣并網(wǎng)后隨著管道輸送一路不斷降溫,凝結(jié)水不斷由水封排出,用戶使用的煤氣基本上是飽和濕煤氣。煤氣流量計(jì)量的數(shù)據(jù)是焦?fàn)t煤氣、轉(zhuǎn)爐煤氣、高爐煤氣等能源計(jì)量結(jié)算的重要依據(jù),也是加熱爐、退火爐、熱風(fēng)爐等燃燒控制的根據(jù)。能源消耗量通過(guò)計(jì)量?jī)x表的數(shù)據(jù)作為依據(jù),準(zhǔn)確性至關(guān)重要。本文通過(guò)應(yīng)用的實(shí)例來(lái)分析干煤氣和100%濕煤氣的計(jì)量誤差。

        1 計(jì)算方法

        1.1 干煤氣計(jì)算方法

        將相對(duì)濕度為0的煤氣稱為干煤氣,即ψ=0。對(duì)于干煤氣計(jì)量來(lái)說(shuō),在實(shí)際測(cè)量過(guò)程中,工作壓力(相對(duì)壓力P)、溫度(T)是影響數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性的一大因素,一般的流量積算儀表可以通過(guò)溫壓補(bǔ)償進(jìn)行運(yùn)算。以上潤(rùn)積算儀表為例,工況密度:

        質(zhì)量流量方程為

        體積流量方程為

        通過(guò)以上3個(gè)公式,根據(jù)相應(yīng)節(jié)流元件的計(jì)算書(shū),很容易計(jì)算出流量倍數(shù)K,進(jìn)行參數(shù)設(shè)置。

        1.2 濕煤氣計(jì)算方法

        含有水蒸汽、濕度不為0的煤氣稱為濕煤氣,即ψ≠0,濕煤氣的工況密度

        ψ1為濕煤氣的濕度,用標(biāo)準(zhǔn)溫濕度計(jì)能夠測(cè)出濕煤氣的濕度;Z為壓縮系數(shù);壓力P值為kPa單位。

        Psmax為工況水蒸汽的最大可能蒸汽壓力,ρsmax為工況水蒸汽的最大可能蒸汽密度。

        當(dāng)T<100℃,工況壓力(絕壓)大于1個(gè)大氣壓時(shí),Psmax等于飽和蒸汽壓力,ρsmax等于飽和蒸汽密度。

        對(duì)于計(jì)量結(jié)算來(lái)說(shuō),需要測(cè)量出濕煤氣中的干煤氣體積,也就是濕煤氣中排除水蒸汽的部分。對(duì)于濕煤氣計(jì)量來(lái)說(shuō),實(shí)際測(cè)量過(guò)程中,工作壓力、溫度、濕度是影響數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性的重要因素,溫度、壓力可以通過(guò)信號(hào)接入流量積算儀進(jìn)行溫壓補(bǔ)償運(yùn)算,但濕度的影響通過(guò)流量積算儀難以修正。通過(guò)多次運(yùn)算,工況10kPa、50℃的干煤氣和100%濕煤氣的計(jì)量誤差在10%左右,所以濕度修正對(duì)計(jì)量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性具有重要意義。

        2 飽和水蒸汽對(duì)濕煤氣計(jì)量的影響量及修正方法

        2.1 濕焦?fàn)t煤氣的影響量

        以工作壓力(絕壓)110kPa、溫度50℃、壓縮系數(shù)為1來(lái)運(yùn)算,通過(guò)查看原始計(jì)算書(shū),0.2kPa時(shí)干氣體的體積流量值為90 km3/h;但100%濕焦?fàn)t煤氣下,0.2kPa時(shí)計(jì)算出濕煤氣中干煤氣的體積流量值為79.456 km3/h。由此可知,工況10kPa、50℃、100%濕度焦?fàn)t煤氣影響量為1-79.456/90=11.7%。

        2.2 結(jié)果分析

        通過(guò)對(duì)濕焦?fàn)t煤氣影響量的計(jì)算推導(dǎo),可以看出工況情況下濕度對(duì)煤氣計(jì)量的影響量是非常大的,在工況10kPa、50℃的時(shí)候能達(dá)到10%左右,隨著溫度的升高,影響量會(huì)更大。由此可見(jiàn)濕度補(bǔ)償是非常有必要的。

        2.3 修正方法

        常規(guī)的智能流量積算儀可以做溫壓補(bǔ)償,需要設(shè)置流量倍數(shù)K和介質(zhì)密度等基本參數(shù),在能夠計(jì)算出工況濕度對(duì)計(jì)量影響量的情況下,修改流量倍數(shù)K值即可滿足計(jì)量要求。

        3 實(shí)際應(yīng)用

        公司的焦?fàn)t煤氣、轉(zhuǎn)爐煤氣通過(guò)水洗法進(jìn)行除塵,煤氣發(fā)生量含有大量的水分。夏季溫度高達(dá)60℃,冬季溫度在30℃左右,溫度不同,煤氣中水分含量不同,修正系數(shù)也不同(如圖1所示)。焦?fàn)t煤氣經(jīng)過(guò)濕度補(bǔ)償后,計(jì)量數(shù)據(jù)滿足工藝生產(chǎn)要求,符合焦炭單耗指標(biāo)。轉(zhuǎn)爐煤氣經(jīng)過(guò)濕度補(bǔ)償后,供、用不平衡量大幅降低,由濕度補(bǔ)償前的10%以上降至2%左右。

        結(jié)語(yǔ)

        綜上所述,煤氣中的水蒸汽對(duì)煤氣計(jì)量的影響是非常大的,必須要考慮濕度修正,用純粹的干氣體計(jì)量方式已無(wú)法滿足濕煤氣計(jì)量要求。如何找出修正方法,讓計(jì)量數(shù)據(jù)科學(xué)化、公正化是解決濕煤氣計(jì)量的一大問(wèn)題。

        參考文獻(xiàn)

        [1]褚菲, 王福利, 王小剛.CCPP濕煤氣熱力學(xué)性質(zhì)分析和簡(jiǎn)捷計(jì)算方法[J].東北大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版), 2012(6):1-4.

        [2]李叢來(lái), 陳煥新, 舒朝暉, 等.濕空氣參數(shù)計(jì)算方法的分析研究[A].全國(guó)暖通空調(diào)制冷2008年學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C].2008(4):145-149.

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