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        飽和水蒸汽對濕煤氣計量的影響量及修正方法

        2018-10-20 05:56:00董芳芳
        中國新技術新產(chǎn)品 2018年15期
        關鍵詞:水蒸汽濕度

        董芳芳

        摘 要:在鋼鐵企業(yè)中焦爐煤氣、轉(zhuǎn)爐煤氣和高爐煤氣大部分采用水洗法進行除塵,煤氣中的水蒸汽對煤氣流量的計量有很大影響,由于溫度、壓力的變化,濕度也在變化,本文通過具體的實例,依據(jù)相關標準對氣體濕度、煤氣密度、煤氣流量等問題做了進一步的討論,研究分析水蒸汽對濕煤氣計量的影響量,闡明了對煤氣進行濕度補償?shù)谋匾浴?/p>

        關鍵詞: 煤氣計量;水蒸汽;濕度

        中圖分類號:TQ015 文獻標志碼:A

        0 前言

        在鋼鐵企業(yè)中焦爐煤氣、轉(zhuǎn)爐煤氣是采用水洗法進行除塵的,高爐煤氣也大部分采用水洗法進行除塵。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。煤氣流量計量的數(shù)據(jù)是焦爐煤氣、轉(zhuǎn)爐煤氣、高爐煤氣等能源計量結算的重要依據(jù),也是加熱爐、退火爐、熱風爐等燃燒控制的根據(jù)。能源消耗量通過計量儀表的數(shù)據(jù)作為依據(jù),準確性至關重要。本文通過應用的實例來分析干煤氣和100%濕煤氣的計量誤差。

        1 計算方法

        1.1 干煤氣計算方法

        將相對濕度為0的煤氣稱為干煤氣,即ψ=0。對于干煤氣計量來說,在實際測量過程中,工作壓力(相對壓力P)、溫度(T)是影響數(shù)據(jù)準確性的一大因素,一般的流量積算儀表可以通過溫壓補償進行運算。以上潤積算儀表為例,工況密度:

        質(zhì)量流量方程為

        體積流量方程為

        通過以上3個公式,根據(jù)相應節(jié)流元件的計算書,很容易計算出流量倍數(shù)K,進行參數(shù)設置。

        1.2 濕煤氣計算方法

        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,用標準溫濕度計能夠測出濕煤氣的濕度;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T<100℃,工況壓力(絕壓)大于1個大氣壓時,Psmax等于飽和蒸汽壓力,ρsmax等于飽和蒸汽密度。

        對于計量結算來說,需要測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。對于濕煤氣計量來說,實際測量過程中,工作壓力、溫度、濕度是影響數(shù)據(jù)準確性的重要因素,溫度、壓力可以通過信號接入流量積算儀進行溫壓補償運算,但濕度的影響通過流量積算儀難以修正。通過多次運算,工況10kPa、50℃的干煤氣和100%濕煤氣的計量誤差在10%左右,所以濕度修正對計量數(shù)據(jù)準確性具有重要意義。

        2 飽和水蒸汽對濕煤氣計量的影響量及修正方法

        2.1 濕焦爐煤氣的影響量

        以工作壓力(絕壓)110kPa、溫度50℃、壓縮系數(shù)為1來運算,通過查看原始計算書,0.2kPa時干氣體的體積流量值為90 km3/h;但100%濕焦爐煤氣下,0.2kPa時計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%濕度焦爐煤氣影響量為1-79.456/90=11.7%。

        2.2 結果分析

        通過對濕焦爐煤氣影響量的計算推導,可以看出工況情況下濕度對煤氣計量的影響量是非常大的,在工況10kPa、50℃的時候能達到10%左右,隨著溫度的升高,影響量會更大。由此可見濕度補償是非常有必要的。

        2.3 修正方法

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

        3 實際應用

        公司的焦爐煤氣、轉(zhuǎn)爐煤氣通過水洗法進行除塵,煤氣發(fā)生量含有大量的水分。夏季溫度高達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)。焦爐煤氣經(jīng)過濕度補償后,計量數(shù)據(jù)滿足工藝生產(chǎn)要求,符合焦炭單耗指標。轉(zhuǎn)爐煤氣經(jīng)過濕度補償后,供、用不平衡量大幅降低,由濕度補償前的10%以上降至2%左右。

        結語

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

        參考文獻

        [1]褚菲, 王福利, 王小剛.CCPP濕煤氣熱力學性質(zhì)分析和簡捷計算方法[J].東北大學學報(自然科學版), 2012(6):1-4.

        [2]李叢來, 陳煥新, 舒朝暉, 等.濕空氣參數(shù)計算方法的分析研究[A].全國暖通空調(diào)制冷2008年學術年會論文集[C].2008(4):145-149.

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