工控摘要：煤氣測量是現(xiàn)代工業(yè)行業(yè)運行中的重點和難點，既要能測量準確，還應(yīng)不帶來壓損和能夠應(yīng)時煤氣結(jié)焦。本文介紹了超聲波流量計在煤氣測量中的應(yīng)用.其zui大特點是無運動部件、無壓損，可實現(xiàn)“在線插拔”和“在線清洗”，適用于大管徑、低壓力的介質(zhì)測量，量程比寬達150:1。
　　
　　石化、化工、冶金、輕工等行業(yè)中zui普遍、zui重要的流量測量對象集中在水、蒸汽、煤氣、空氣、氮氣、氧氣等方面，不同介質(zhì)在流量測量中所反映的問題各有不同，遇到的難點也不一樣。綜合各方面因素考慮，高（焦、發(fā)生）爐煤氣的流量測量被廣泛認為是難度較大、問題較多的測量對象。
　　
　　針對煤氣流量測量中可能遇到的問題，對典型的煤氣測量流量計有著很多特殊的要求:
　　
　　可測量較大管徑的氣體流量（一般管徑在300一1800mm）。
　　
　　可測量低流速、低壓力、低密度的氣體流量。
　　
　　可實現(xiàn)不停產(chǎn)情況下的清潔以應(yīng)對“結(jié)焦”現(xiàn)象。
　　
　　對傳感器與信號處理要求高，可用于聲衰減介質(zhì)與易結(jié)焦環(huán)境。
　　
　　可應(yīng)對介質(zhì)組分變化對測量的影響。
　　
　　壓損小，甚至無壓損。
　　
　　量程比較寬。
　　
　　超聲波流量計可以很好地滿足上述要求，它的zui大特點是無運動部件、無壓損。這種可“在線插拔”的超聲波傳感器，能夠?qū)崿F(xiàn)在線清潔，適用于大管徑、低壓力介質(zhì)測量，量程比150:10
　　
　　現(xiàn)在市場上有ABG公司的氣體超聲波流量計是可應(yīng)用于低壓氣體測量的時差法超聲波流量計（圖1），它使用一對可直接接觸被測氣體的“濕式”超聲波傳感器。
　　
　　每個傳感器都能發(fā)射和接收超聲波信號。流量計電子部件能夠測量聲波在兩個傳感器之間傳播所用的時間，分別測量順流方向和逆流方向傳播所需的時間差，管道內(nèi)介質(zhì)的流速與此時間差成比例關(guān)系。實際體積流量（即工況體積流量）是流速和管道內(nèi)橫截面積的乘積。已知氣體的溫度和壓力，即可計算氣體的標磚體積流量。
　　
　　為能實現(xiàn)不同管徑下的準確測量，傳感器插入管道的形式有多種配置。絕大多數(shù)情況下。對于相對較小管徑的管道使用斜角450的配置，對于相對較大管徑的管道.使用中等半徑偏差90°的配置。
　　
　　同時配合使用全徑孔隔離法，可以在煤氣管線運行的情況下拆除傳感器，對傳感器進行清潔。
　　
　　如果在煤氣系統(tǒng)新建或停產(chǎn)檢修期間安裝煤氣流量計，可采用帶測量管道的整體式超聲波流量計，通過法蘭將流量計與工藝管線連接，是測量精度更高。
　　
　　如果沒有合適的停產(chǎn)安裝機會，可以采用帶安裝短管和整套在線插拔裝置的配件，通過在線熱鉆孔的方式在不停產(chǎn)的情況下安裝。此外，也可以用冷鉆孔的方式，與熱鉆孔不同的是，冷鉆孔安裝時需要煤氣系統(tǒng)停止運行（但無需截斷管線）。
　　
　　幾乎所有的流童測量技術(shù)都對流場有很高要求。流場受很多因素影響，如管道內(nèi)壁的摩擦系數(shù)、流速、運動粘度和管道直徑等。當(dāng)遇到閥門、泵等其它阻流件時，需要一定長度的直管段以確保流場得到充分發(fā)展。而在氣體測量中，通常需要上游20倍管徑的直管段和下游10倍管徑的直管段。
　　
　　應(yīng)盡量避免將流量計安裝在干擾源的下游。干擾源導(dǎo)致的流場特性輝影響信噪比，在情況下會影響流量計性能。如果需要測盤標準體積流量，則需要進行溫度、壓力補償。溫度和壓力變送器應(yīng)安裝在超聲波流量計下游5倍管徑以外。
　　
　　焦?fàn)t煤氣中含有大量的煤焦油和粉塵，由于工藝對于焦?fàn)t煤氣的凈度要求不高，煤氣只是通過噴淋降溫、除塵、除焦油等簡單處理措施之后就直接進入煤氣輸送管道（高爐煤氣的處理大同小異）。
　　
　　因此，煤氣中必然含有一定量的殘余煤焦油、粉塵和水。這些雜志除影響煤氣純度外，還極易使測量裝置發(fā)生粘連和堵塞，形成“結(jié)焦”，是流量測量裝置測量精度得不到保證。如果流量計具備可在線插拔功能，就可以在不停產(chǎn)的情況下將被“結(jié)焦”的傳感器取出并清潔，然后在不停產(chǎn)的情況下再將傳感器插回測量系統(tǒng)中，真正實現(xiàn)結(jié)焦環(huán)境中傳感器的在線清潔，以保證長期}I的穩(wěn)定性和度。
　　
　　在眾多的介質(zhì)測量中，煤氣測量是問題較多、困難較大的一種。對各類工藝中的操作員來講如何更加有效、合理地測量大管徑、低壓力的煤氣顯得日益重要。超聲波流量計可以在無壓損的情況下有效地測量各類煤氣，并以zui少的工作量對其進行維護（只需取出探頭進行清潔!，是經(jīng)濟、有效測量煤氣流量的解決方案。