存在問題
  南京某鋼廠用威力巴流量計測量煉鋼爐產(chǎn)出的煤氣流量，壓力十幾千帕，已進行溫度壓力補償。工藝專業(yè)人員認(rèn)為，測量結(jié)果偏高15%。
分析與診斷
(1)關(guān)于測量任務(wù)
  詢問提問者，現(xiàn)在煤氣流量計所顯示的流量是濕煤氣的總流量還是濕煤氣中的干部分流量，提間者不清楚。
  在鋼廠，煉鐵爐煉鋼爐等都要產(chǎn)出很多煤氣，在這些煤氣從爐中導(dǎo)出時，流體溫度很高，煤氣在管道中一面流動，一面經(jīng)管壁散發(fā)熱量，溫度降低，當(dāng)溫度降低到一定數(shù)值時，煤氣中的水汽達(dá)到飽和狀態(tài)。再往下游流動，煤氣溫度進一步降低，煤氣中可能會出現(xiàn)懸浮在氣體中的微小水滴，成為濕煤氣。這些小水滴與煤氣均勻混合在一起，流向下游。煤氣溫度再降低后，水平管道底部就會出現(xiàn)分層流動的水。這部分水貼在水平管道的底部流向下游，不對測量結(jié)果產(chǎn)生影響。而混在煤氣中的水汽和均勻懸浮在煤氣中的小水滴卻會使流量計示值偏高。
  提問者請供應(yīng)商查閱了所咨詢的測量點的計算書，結(jié)果被告知顯示的濕煤氣的總量。后來根據(jù)工藝專業(yè)的意圖，將測量任務(wù)修改為濕煤氣的干部分流量，重新計算，在流量二次表中也作了相應(yīng)修改。修改完畢，流量計顯示的流量值與工藝專業(yè)的理論值基本相符，從而解決了問題。
(2)為什么要測量濕煤氣的干部分流量
  煉鋼爐流出的煤氣在管道中輸送沮度逐漸降低，煤氣中的水汽含量在達(dá)到飽和程度后，其中的水汽含量仍然在變化，它是煤氣溫度的函數(shù)，如表3.1所示，但它包含的發(fā)熱量(熱值)卻保持不變，這是因為能夠提供熱量的干部分沒有變化，所以測量濕煤氣的干部分流量更有意義。濕煤氣中的水汽對煤氣的發(fā)熱量(每標(biāo)準(zhǔn)立方米煤氣所能提供的發(fā)熱量)毫無貢獻，不僅如此，在燃燒時水汽還要帶走熱量，因為燃燒之后的煙氣溫度總是比進入燃燒室的煤氣溫度高的緣故。工藝專業(yè)在利用化學(xué)反應(yīng)方程式計算煉鋼爐出口的煤氣流量時，也剔除了其中的水。所以，只有計算出濕煤氣中的干部分流量，才能與他們的數(shù)據(jù)相吻合。
(3)濕煤氣的干部分計算
 采用差壓法測量煤氣流量，與干氣體流量測量的最大差別除了扣除濕煤氣中的水蒸氣之外，還要計入煤氣中的水蒸氣含量變化之后，流體密度也發(fā)生了變化，從而影響流量示值。
  下面是濕煤氣干部分流量測量所用的必要公式，這些公式不僅為濕煤氣的干部分計算提供依據(jù)，而且也為實際工況偏離設(shè)計工況后，而且也為實際工況偏離設(shè)計工況后，對因此而引入的誤差進行校正提供依據(jù)。
①流量計算公式
用阿牛巴流量計測量濕煤氣流量時，濕煤氣的質(zhì)量流量qm可用式(3.4)計算：

式中qm—質(zhì)量流量，kg/s;
     A—流通截面積，m2；
    α—流量系數(shù)；
   ε1—節(jié)流件正端取壓口平面上的可膨脹性系數(shù)；
   △P—差壓，Pa;
   ρ1—節(jié)流件正端取壓口平面上的流體密度,kg/m3.
  式中ε1用式(3.5)計算：

式中κ—等熵指數(shù)；
    P1—節(jié)流件正端取壓口絕對壓力，Pa；
    P2—節(jié)流件負(fù)端取壓口絕對壓力(P2=P1-△P)，Pa。
②煤氣密度計算公式
a.標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下濕煤氣的密度ρn按式(3.6)計算：
   ρn=ρgn+ρsn
   ρsn=f(tm)
式中  ρgn—濕煤氣在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下干部分的密度，kg/m3;
      ρsn—濕煤氣在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下濕部分的密度，kg/m3(由查表3.1得);
        tn—標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)溫度，℃。
b.煤氣在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下干部分的密度ρgn用式(3.8)計算:

式中 Xi—煤氣各組分的體積百分?jǐn)?shù)，%;
     ρgn—煤氣各組分在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的密度，kg/m3(由查表得)。
c.工作狀態(tài)下濕煤氣的密度按式((3.9)計算: ρ1=ρg1+ρs1
式中 ρg1—濕煤氣在工作狀態(tài)下干部分的密度，kg/m3;
     ρs1—濕煤氣在工作狀態(tài)下濕部分的密度，kg/m3。
ρg1和ρs1分別按式(3.10)和式(3.11)計算:

式中  Pn、P1—標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)和工作狀態(tài)下氣體絕對壓力,pa；
      Zn、Z1—標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)和工作狀態(tài)下氣體壓縮系數(shù)；
      Tn、T1—標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)和工作狀態(tài)下氣體溫度，K；
      Ps1max—工作狀態(tài)下，飽和水蒸汽壓力，Ps1max=f(t1)由t1查表3.1得；
     ρs1max—工作狀態(tài)下，飽和水蒸汽密度,kg/m3，ρs1maxf(t1)由t1查表3.1得；
         φ1—工作狀態(tài)下，濕煤氣的相對濕度，(一般取100%)；
          t1—節(jié)流件正端取壓口平面處的流體溫度，℃。
將式(3.10)和式(3.11)代入式(3.9)得

③濕煤氣工作狀態(tài)下體積流量的計算

式中的符號與式(3.10)、式(3.11)、式(3.12)相同。
④濕煤氣工作狀態(tài)質(zhì)量流量的計算
qm=qv1ρ1
求得qm和ρ1后，就可利用式(3.4)計算差壓上限。
⑤濕煤氣流量計的沮度壓力補償
氣體溫度和壓力變化后，濕氣體干部分在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的流最可用式(3.16)進行補償:

式中，帶“′”，符號者為實際使用工況條件下的參數(shù)，不帶“′”為設(shè)計工況所對應(yīng)的數(shù)(qvn為設(shè)計工況所對應(yīng)的體積流量)。
  式(3.16)，由于工況變化，ρ1已經(jīng)從式(3.13)所表示的值變成式(3.17)所表示的值:

因此，將式(3.17)代入式(3.16)就可得到完整的補償公式:

式中q′vn—經(jīng)過補償?shù)臐駳怏w干部分體積流量，m3/h(標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài));
     qvn —設(shè)計狀態(tài)濕氣體干部分體積流量，m3/h(標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài));
     P′1—工作狀態(tài)節(jié)流件正端取壓口氣體壓力，MPa(實測值);
 P′slmax—工作狀態(tài)下飽和水蒸氣壓力，kPa(由T′1查表3.1得);
       P1—設(shè)計狀態(tài)節(jié)流件正端取壓口氣體壓力，MPa(查孔板計算書得);
   Pslmax—設(shè)計狀態(tài)下飽和水蒸氣壓力，kPa(由T1查表3.1得);
    ε′1—工作狀態(tài)流體可膨脹性系數(shù)【按式(3.5)計算得】;
      ε1—設(shè)計狀態(tài)流體可膨脹性系數(shù)(查孔板計算書得);
       T1—設(shè)計狀態(tài)氣體熱力學(xué)溫度，K(T1= t1+273.16，查孔板計算書得);
     T′1—工作狀態(tài)氣體熱力學(xué)溫度，K(由氣體溫度實測值換算得);
       Z1—設(shè)計狀態(tài)氣體壓縮系數(shù)(查孔板計算書得);
     Z′1—工作狀態(tài)氣體壓縮系數(shù)(設(shè)置或自動計算);
      ρ1—設(shè)計狀態(tài)節(jié)流件正端取壓口氣體密度，kg/m3；
       Pn—標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)氣體壓力，101.325kPa;
       Tn—標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)氣體熱力學(xué)溫度，K(293.16K);
       Zn—標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)氣體壓縮系數(shù)(Zn=1.0000) ;
     ρgn—標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)干煤氣密度,kg/m3。
  上述計算可以再留戀演算器或DCS中完成。