第一部分 概述

　　包括焦炉煤气、高炉煤气、混合煤气流量的准确测量在仪表行业被称作高难度气体。

　　工厂用焦炉煤气、高炉煤气、半水煤气、混合煤气等都是一种混合气体，由于这类气体含有杂质（如焦油、粉尘、萘结晶等等），又称作脏煤气；由于其中含有饱和水汽，又称作“饱和煤气”，其水汽含量随温度的变化而变化，从而造成被测介质组分不断发生变化，这违背了常规流量计“被测介质组分不变”的设计基础，因此，在焦化行业常常听到“煤气流量测不准”、“这是一个很头疼的问题”等说法，结算双方也常常为此而发生争执。

　　煤气中含有的杂质（如焦油雾、萘结晶、粉尘等）都会黏附在流量传感器上，造成测量失真，也会直接影响测量结果。

　　CH系列煤气专用流量计量装置很好地解决了上述难题。

　　第二部分 各种煤气的特点

　　三 煤气流量测量的难点

　　1 水汽含量的变化

　　工厂用的各种煤气多属于“饱和煤气”，其中的水汽含量随煤气温度的变化而变化，并遵循道尔顿分压定律，煤气中的水分含量可以根据特定的数学模型计算出来。

　　介质组分变化之后，其密度、低热值等都在发生变化，流量方程的温压补偿功能无法矫正水汽造成的流量失真，因此如果不考虑水汽的影响，煤气流量的测量误差会很大。

　　如焦炉煤气，在接近洗苯塔出口处，煤气温度一般在35℃左右，远距离输送之后，其温度降低20℃以上的情况很普遍，尤其是在秋冬季节，这种现象就更明显，因此，在同一条煤气管道上的不同管段测量出来的煤气流量差距往往在10%以上。

　　2 密度的确定

　　密度是流量测量中的一个重要参数，各企业的高炉煤气、焦炉煤气和混合煤气密度是不同的，实践中发现，许多用户提供的煤气密度是不准确的，这会直接影响煤气流量的测量准确性。

　　准确的密度值应根据煤气的实际组分采用摩尔定律计算确定。

　　3 低流速影响

　　各种煤气都是依靠风机输送的，为了降低风机功率和电力消耗，煤气管道一般设计的比较粗，因此煤气流速都比较低，这意味着以贸易计量为主的煤气流量计，其量程比要求都很宽，以涵盖可能出现的最大流量和最小流量，而常见流量计的量程比一般不会超过1:10，能够准确计量的量程比一般在1:7以下，远远不能满足贸易计量的需要。

　　4 杂质影响

　　焦炉煤气中的焦油雾和萘结晶、高炉煤气中的粉尘和焦油都会粘附在传感器上。

　　煤气中的杂质对煤气流量测量产生两方面的影响，一是造成流量仪表测量精度下降或测量失败；另一方面是影响煤气密度的准确性，从而影响测量精度。

　　结论:一款实用、精确，可用于贸易结算的煤气流量计必须很好地解决上述问题。

　　第三部分 CH型煤气专用流量装置

　　一 简介

　　CH型煤气专用流量计量装置是根据煤气的流量特性，经数年研究推出的创新的高科技产品，目前已申报4项国家专利，其中包括1项发明专利。

　　这是一款高精度的流量计量装置，采用西门子PLC控制，触摸屏操作显示，集智能流量积算仪与探头清洗控制于一体，在干煤气流量基础上测量饱和煤气流量，保证了煤气流量的测量精度。

　　二 技术指标与功能

　　1 用于常规气体测量时，传感器精度0.5～1级，系统精度１～1.5级；

　　2 用于饱和煤气流量测量时，系统精度1～3级；

　　3 量程比最大可达到1:100，全量程高精度；

　　4 具有约定流量功能，小于流量下限（最小流量）时，执行约定流量（瞬时流量）；

　　约定流量由供气方与煤气使用方协商确定，需方不能确定约定流量的，系统默认最小流量为约定流量，即当检测出的流量数据小于最小流量时，系统按最小流量计算煤气流量。

　　5 具有停气切断控制接口和强制停气授权操作功能。

　　6 具有压力、温度、压差、瞬时流量显示功能，同时具有累积流量显示、查询、统计报表和打印输出功能；

　　可根据需要显示干煤气流量和饱和煤气流量。

　　7 本装置适合壁挂安装，防水设计。

　　8 本装置具有网络通讯功能，如果多台同时使用，配合计算机技术和网络通讯技术可以组成工厂能源管理系统。

　　三 工厂能源计量管理系统

　　多台CH型煤气流量专用计量装置可以组成工厂能源计量管理系统，采用计算机技术进行综合管理和控制。

　　可实现计量报表、即时监控、查询、打印等多种功能

　　网络拓扑示意图如下

　　第四部分 CH型煤气专用流量装置是如何解决测量难题的

　　一 技术创新

　　1 专用流量积算装置—发明专利

　　常规流量积算仪测量混合气体有一个重要的设计基础:被测气体的组分必须是稳定的。

　　饱和煤气中的水汽含量随温度的变化而变化，但常规流量计默认介质组分不变，打破了常规流量计的设计基础，因此不可能提供准确的测量。

　　高炉煤气、焦炉煤气、混合煤气等都属于饱和煤气，其中的水分含量随温度变化而变化，并遵循“道尔顿分压定律”，下表是饱和煤气温度与煤气密度关系的部分数据。

　　由下表看出，在饱和煤气中，无论是工况密度ρ1，还是标况密度ρo，都随温度的变化而变化。

　　温度/℃干煤气标况密度为0.4959kg/m3时，一個大气压下，不同溫度下的工况密度（ρ1）干煤气标况密度为0.4959kg/m3时，不同温度时煤气的标况密度（ρo）

　　00.49780.4978

　　150.47510.5012

　　300.45860.5090

　　450.45100.5253

　　600.45680.5571

　　式中:

　　Qvo --标况（0℃、1标准大气压）体积流量,单位:Nm3/h

　　ΔP --压差，单位:Pa

　　--气体工作状态下的密度，单位:Kg/m3

　　--气体标准状态下的密度，单位:Kg/m3

　　K--仪表系数（流量计实流标定时得出的系数）

　　这是气体流量计量的基础方程式，现代气体流量数学模型都是对这一方程式的完善和补充。

　　从方程式和上面数据表看出，温度对煤气密度影响极大，从而直接影响流量测量的准确性。

　　CH型煤气专用流量计量装置，采用现代控制技术和独有的流量模型，根据不同温度点的水汽分压进行补偿计算，保证了对煤气流量的准确计量。

　　为了保证测量的准确性，CH要求用户提供准确的组分数据，由CH装置自行计算相关的参数，这些参数不仅仅包括密度，还包括对流量测量有重要影响的粘度系数、雷诺数等等。

　　2 旋风式吹扫装置—专利

　　旋风式吹扫装置是一个特制的蒸气吹入装置，通过此装置可以将高温蒸汽旋转着喷入传感器内部，定时将传感器测量部加热至一定温度，并保持适当的时间（10～20S），焦油和萘结晶会在短时间内融化或蒸发流走，保证传感器始终保持必要的测量精度；

　　3 专用导压集液装置—专利

　　导压集液装置实际上一个专用的防堵取压装置，可以有效地防止取压管堵塞，确保压力信号传输准确稳定；

　　4 量程倍增设计—专利

　　这是适应煤气贸易计量需要，针对宽量程计量需要专门开发的一项专利技术。

　　如山东雷奥外供煤气计量，要求煤气流量从100～10000Nｍ３/h之间都要做到准确计量，量程比为1:100，就采用了量程倍增设计。

　　二 高品质的配套元件

　　1 高精度传感技术

　　我公司与资深传流量感器制造商建立了长期稳定的技术合作关系，充分利用传感器技术发展的最新成果，流量传感器出厂前逐台标定，多段补偿，各个测量段精度均可达到0.5级。

　　2 高品质的控制元件

　　CH型煤气流量专用计量装置采用的控制检测元件均为进口或合资产品，（如差压变送器选用EJA或罗斯蒙特产品、PLC采用西门子产品、电磁阀采用了重庆耐仕产品等），保证产品的长期可靠运行；

　　三 现场考察

　　高精度的计量建立在对现场的细致考察和深入理解。

　　CH需在此基础上确定以下事项，以保证计量装置稳定可靠实用。

　　1 协助需方准确确定一系列可能影响计量精度的参数；

　　2 所有的流量传感器都有其最适合的应用范围，CH装置需要根据现场工艺状况选择最适合的流量传感器。

　　CH配用的流量传感器都是特制的专利产品，经常选用的流量传感器包括V锥、楔形、平衡式和威力巴等。

　　四 实流标定

　　CH配用的流量传感器均经实流标定，并可提供标定证书。

　　第五部分 基本配置

　　序号名称型号规格

　　1专用流量控制箱含PLC、触摸屏、专用软件

　　2特制流量传感器含导压缓冲装置等

　　3智能微差压变送器

　　4智能压力变送器

　　5温度传感器

　　6清洗控制设备

　　7实流标定证书