摘要:焦?fàn)t采用焦?fàn)t煤氣或高爐煤氣加熱時(shí),通常選用孔板流量計(jì)來計(jì)量煤氣的用量。由于焦?fàn)t煤氣中含有焦油、萘、氨、硫化物和氰化物等雜質(zhì),存在一次取壓口與引壓管路易堵塞、計(jì)量不準(zhǔn)確、在線清掃困難等問題。為了保證計(jì)量的準(zhǔn)確性并降低維修人員的勞動(dòng)強(qiáng)度,經(jīng)摸索,制造了一種實(shí)用的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備,并總結(jié)出了一種有效的處理方法,較好地解決了上述問題,取得了良好的效果,滿足了生產(chǎn)要求。
煉焦是將配制好的洗精煙煤通過高溫干餾,得到高爐煉鐵需要的冶金焦或其他的焦炭及氣體燃料——焦?fàn)t煤氣和有關(guān)化工產(chǎn)品。
焦?fàn)t采用自產(chǎn)并經(jīng)過精制處理的焦?fàn)t煤氣或高爐冶煉過程中產(chǎn)生的高爐煤氣加熱,將配制好的洗精煙煤在炭化室加熱到950~1050℃變成焦炭。焦?fàn)t爐體的特性,決定了焦?fàn)t加熱與生產(chǎn)具有長(zhǎng)期高度連續(xù)性的特點(diǎn),通過配套回爐焦?fàn)t煤氣或高爐煤氣管道體系來保證加熱的連續(xù)性。
由于高爐煤氣熱值低,為了保證焦?fàn)t加熱的要求,需要摻混<9%的焦?fàn)t煤氣進(jìn)入高爐煤氣系統(tǒng)及使用焦?fàn)t煤氣進(jìn)行爐頭補(bǔ)充加熱。每座焦?fàn)t加熱使用的焦?fàn)t煤氣約占其自身煤氣發(fā)生量的45%左右,對(duì)于一座65孔,高4.3mm,寬407mm達(dá)到設(shè)計(jì)生產(chǎn)水平的焦?fàn)t,其焦?fàn)t煤氣的使用量約9000m3/h。通常一座焦?fàn)t在其一代爐齡里,頭幾年與zui后的幾年都采用焦?fàn)t煤氣加熱,中間可以采用高爐煤氣或焦?fàn)t煤氣加熱。
由于焦?fàn)t生產(chǎn)的能耗較大,為了控制能源消耗,保證加熱及方便不同焦?fàn)t之間的比較,需要安裝計(jì)量?jī)x表和參與加熱控制的計(jì)量?jī)x表。
1孔板流量計(jì)的使用
1.1孔板流量計(jì)的工作原理
燃?xì)庥?jì)量?jī)x表有容積式流量計(jì)、速度式流量計(jì)、差壓流量計(jì)和渦街式流量計(jì)。差壓流量計(jì)又叫節(jié)流流量計(jì),是工業(yè)上應(yīng)用zui廣的一種測(cè)量流體流量的儀表,根據(jù)節(jié)流件的不同分為孔板、噴嘴和文丘里管3種。
由于孔板流量計(jì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,制造成本與加工精度要求相對(duì)較低,安裝與使用方便,使用壽命長(zhǎng)、適應(yīng)性較廣,已標(biāo)準(zhǔn)化且焦?fàn)t煤氣中含有焦油、萘、氨、硫化物和氰化物等雜質(zhì),為了保證計(jì)量的準(zhǔn)確性并達(dá)到計(jì)量?jī)x表在管道上的布局要求,通常選用標(biāo)準(zhǔn)孔板作為檢測(cè)的節(jié)流裝置。其工作原理是流體在管道中通過孔板時(shí),突然斷面縮小,流體的動(dòng)能發(fā)生變化產(chǎn)生一定的壓力降,壓力降的變化與流速有關(guān),此壓力降可通過孔板前后測(cè)壓點(diǎn)的引壓管路（圖1）,借助差壓計(jì)測(cè)出,經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)變送器轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的電信號(hào)傳輸,經(jīng)組合儀表處
理后可在線顯示實(shí)際的煤氣用量并累積計(jì)算。壓力差與體積流量的關(guān)系式如下。

1.2孔板流量計(jì)在焦?fàn)t上的使用
（1）焦?fàn)t煤氣總管?焦?fàn)t煤氣加熱時(shí),煤氣總管上裝有顯示每小時(shí)用量的孔板流量計(jì)（圖1）,其一次取壓口一般采用標(biāo)準(zhǔn)的一英寸法蘭連接,通過測(cè)量孔板前后的壓力降并經(jīng)組合儀表處理后可在線顯示實(shí)際的煤氣用量并累積計(jì)算。
（2）機(jī)焦側(cè)混合煤氣支管?高爐煤氣加熱時(shí),顯示每小時(shí)用量的孔板流量計(jì)（與圖1原理相同）,其一次取壓口一般采用標(biāo)準(zhǔn)的角接法,通過測(cè)量孔板前后的壓力降并經(jīng)組合儀表處理后可在線顯示實(shí)際的煤氣用量并累積計(jì)算。此外,還可將測(cè)得的煤氣量信號(hào)反饋現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制翻板開度來調(diào)節(jié)煤氣用量。
1.3使用中問題
由于焦?fàn)t煤氣中含有焦油、萘、氨、硫和氰化物等雜質(zhì),長(zhǎng)期使用后,流量檢測(cè)系統(tǒng)的一次取壓口、引壓管路極易發(fā)生堵塞使其不暢通,導(dǎo)致流量無法準(zhǔn)確測(cè)量。更令人頭痛的是焦?fàn)t煤氣內(nèi)的雜質(zhì)吸附在孔板的刀口上,使孔板孔徑變小,造成孔板前后壓力降增大而使煤氣流量計(jì)量值增大甚至不能正常運(yùn)行,嚴(yán)重影響焦?fàn)t煤氣計(jì)量和用量的調(diào)節(jié)。由此可知,焦?fàn)t煤氣孔板流量計(jì)存在一次取壓口或引壓管路易堵塞、在線清洗頻繁且困難、儀表維修工作量大、測(cè)量不準(zhǔn)確等問題。由于焦?fàn)t煤氣的使用量較大,而發(fā)生的周期短,處理又比較困難,而且必須在正常生產(chǎn)時(shí)進(jìn)行,增加了維修人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。為了保證計(jì)量的準(zhǔn)確性并降低維修人員的勞動(dòng)強(qiáng)度,必須找到有效的清掃方法。
2解決方法
2.1孔板清洗方法
對(duì)于孔板、孔徑因積焦油、萘等雜質(zhì)變小問題,通常的清洗方法是停止加熱拆下清洗、更換孔板、從引壓管路通入蒸汽清洗,從孔板前冷凝液排放管中用蒸汽管或水管清洗等。
該方法使用時(shí)需要停止加熱,影響了焦?fàn)t的正常生產(chǎn)。帶氣作業(yè)時(shí)有煤氣泄漏影響安全、在線用蒸汽清洗時(shí)幾千立方米每小時(shí)的煤氣流量帶走了蒸汽熱量,中低壓冷水不能融化焦油、萘等雜質(zhì),故清洗效果不理想。

經(jīng)過長(zhǎng)期的摸索后,制造出了一種取材方便、投資少、制造簡(jiǎn)單、現(xiàn)場(chǎng)安裝搬運(yùn)調(diào)試方便的設(shè)備（圖2）,并總結(jié)了一種有效的處理方法解決了上述問題。使用方法為:將圖2所示的設(shè)備搬到現(xiàn)場(chǎng)安裝好,向鐵桶6內(nèi)注滿水,用蒸汽加熱到60℃以上,開動(dòng)增壓泵4,待看到高壓水槍1側(cè)出口小孔的水流穩(wěn)定且壓力表上顯示達(dá)到4~8MPa后,關(guān)閉圖1中計(jì)量閥門7,打開計(jì)量變送器8上方的平衡閥,拆下絲堵4,將圖2中帶有比槍管孔徑稍大絲堵2的高壓水槍1,從圖1中冷凝液排放管3伸入,上好絲堵2,打開閥門5,高壓水槍噴孔對(duì)準(zhǔn)孔板上下并小角度轉(zhuǎn)動(dòng),將孔板沖洗干凈。
該方法的優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備投資少,搬運(yùn)、安裝、調(diào)試方便,操作簡(jiǎn)單,在線清洗不需停止加熱,水流在比槍管稍大的絲堵處起液封煤氣的作用,操作安全,高壓熱水清洗效果好,清洗后的計(jì)量準(zhǔn)確。
2.2一次取壓口及引壓管路的清掃
對(duì)于一次取壓口及引壓管路堵塞問題,通常的方法是用蒸汽或高壓氮?dú)馇鍜摺Ｓ捎谕ǔ５恼羝麎毫χ挥?.5MPa左右,一次取壓口徑又小,堵塞不嚴(yán)重時(shí),該方法是可行的,若堵塞嚴(yán)重,該方法的使用效果不理想。為此,將用于孔板清洗的設(shè)備去掉圖2中1、2、3后與引壓管路連接好清掃,然后用蒸汽清掃,效果較好,保證了生產(chǎn)需要。
3結(jié)論
上述清掃方法通過生產(chǎn)實(shí)踐,較好地解決了焦?fàn)t煤氣孔板流量計(jì)在線清洗頻繁且困難等問題,有效保證計(jì)量的準(zhǔn)確性并大大降低了維修人員的勞動(dòng)強(qiáng)度,取得了良好的效果,滿足了生產(chǎn)的要求。該清掃設(shè)備具有投資少,操作簡(jiǎn)單、方便、安全,可在線清洗且效果好等優(yōu)點(diǎn)。它的使用充分保證了焦?fàn)t煤氣孔板流量計(jì)的正常使用,具有良好的推廣價(jià)值與使用價(jià)值。