转炉负能炼钢是冶金制造企业节能措施之一。炼钢转炉回收煤气的合理利用就是重要环节。根据流量计量，对转炉煤气流量、煤气中的含氧量、含一氧化碳量进行调节控制，使合格的转炉煤气回收到企业煤气系统，除炼钢作业回收用外还作为能源提供给公司内各用户，实现负能炼钢目标。转炉煤气的回收是技术难题，转炉煤气的计量也是难题之一。因为进行转炉煤气测量的流量计需要适应转炉煤气脏尘大、高温、管径大、不停产特性，而必须满足抗脏尘、能长期稳定运行、维护量小、适合大口径管线、检测元件可不停气在线安装等计量需求，同时还具备计量实时数据存储功能。经性价比分析，济钢采购测管式流量计应用于*炼钢厂转炉煤气回收测量。

与其他流量计的性能比较

    以前，大口径煤气流量测量曾用过孔板、文丘里管、威力巴、气体超声波、热式质量流量计等作为检测元件。

    孔板和文丘里管存在①阻力损失大；②测量脏污介质（如煤气）取压孔易堵塞；③必须在断流的情况下安装拆卸，对于连续运行的工艺管线，安装变的不可能；④管径大于1.0米孔板不在国家标准（GB/T2624-93）支持范围内，孔板的设计缺乏严格的科学依据等问题，应用效果不理想。
    威力巴和气体超声波虽是可不停气在线安装的插入式流量计，安装维护方便。但是，威力巴易发生取压孔堵塞；而气体超声波因为探头上易结污垢，造成声波的反射和衍射；严重时需每周拆下清洗并丢失计量数据；应用效果不理想。

    热式质量流量计可不停气在线安装但需预置特性值，因为动态的转炉煤气含尘量、含水量与其出厂时的理论预设特性值发生较大变化，使得测量值不是偏低就是偏大，应用效果不理想。

    基于皮托管测量原理的FJP型测管式流量计，是依据ISO3966《封闭管道流体流量的测量—采用皮托静压管的速度面积法》标准进行系统安装和补偿运算的，并针对被检测介质脏污、含水等因素，在测头和结构上采用*的设计（号：200420000638.7），避免了流量计检测元件的堵塞与结垢，又能在工艺管线不断流下进行在线安装、拆卸和吹扫。该流量计*适合计量需求。

FJP型测管式流量计的引用标准与测量原理

    FJP型测管式流量计引用

    ISO3966《封闭管道流体流量的测量—采用皮托静压管的速度面积法》标准。该标准规定在充满流体的封密管道内，处于稳定流动状态的体积流量的测量方法。可测量流体的流速范围：下限流速（空气）为测头在风洞中标定的zui低流速（约3.0m/s），上限流速小于0.25倍的马赫数。 

    据标准介绍，测头所在位置的局部流速为：

    

    式中：a为测头校准系数（ 测管式流量计的每一支测头须经在国家技术监督机构*的风洞上进行标定，以获得测头校准系数。）；（1-ε）为可压缩性修正系数。在液体中ε＝0，所以不需要可压缩性的修正，但在低马赫数的可压缩流体中，系数（1-ε）可按下述关系确定：

    

    式中：r为比热比；P为局部静压；ρ为流体的局部密度；ΔP为由皮托管所指示的差压。

　　可压缩流体的密度由下述方程确定：

    

    式中：R＝8.3143 J·mol－1·K－1，摩尔质量以千克/摩尔表示并对空气的值为02895；Z是气体定律偏差系数，对压力小于10倍大气压和温度在273K和373K之间的空气来说，它与1相差无几（它应与可压缩性修正系数（1－ε）有区别）；T是由下述公式所得的局部静温度：

   
          　        
    式中：T0是采用一个理想的全温探头在管道轴线上测得的总温度。

    该标准确定的测量方法是在95%置信水平上、有关流量不确定度≤2.0%  。在满足标准规定的测量条件下，由其它因素影响所引起的误差为：
    

    式中：ΔqV—流量误差；Δ（Δp）—差压测量误差；Δp—压力测量误差；Δγ—比热比误差；ΔT—温度测量误差；ΔF—面积测量误差。

    该误差与方法误差合成，总不确定度范围为2.0～3.0% 。

    防堵塞措施

    工业煤气中大都含有水蒸汽状态水分通常称为湿煤气，煤气中的脏污粉尘随冷凝水析出，可在取压管内壁结垢；往往造成测孔元件的严重堵塞。测管式流量计的测头设计，采用*的蹄形切口结构，向下安装，湿煤气中的冷凝水随时滴入管道不再存积于引压管内；该式流量计自身还配有在线吹扫装置可随时进行吹扫，较好解决了取压管内壁结垢难题。摘说明书图示如下：
 

均速管流量计测量脏污介质易发生堵塞


测管式流量计的测头结构

    使用效果与作用

    测管式流量计自投用运行稳定，再没发生检测元件堵塞，测量数据随机性良好。难能可贵的是，该大口径流量计可在风洞中标定测头系数实现测量设备溯源需求，*符合ISO10012：2003、ISO9001：2000标准要求。该式流量计为实现“负能炼钢”提供了准确有效测量手段，使转炉煤气回收绩效有据可查、实在可信。