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，還應不帶來壓損和能夠應時煤氣結焦。本文介紹了超聲波流量計在煤氣測量中的應用.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)情況下的清潔以應對“結焦”現(xiàn)象。
　　
　　對傳感器與信號處理要求高，可用于聲衰減介質與易結焦環(huán)境。
　　
　　可應對介質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，能夠實現(xiàn)在線清潔，適用于大管徑、低壓力介質測量，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，管道內介質的流速與此時間差成比例關系。實際體積流量（即工況體積流量）是流速和管道內橫截面積的乘積。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都對流場有很高要求。流場受很多因素影響，如管道內壁的摩擦系數(shù)、流速、運動粘度和管道直徑等。當遇到閥門、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。
　　
　　應盡量避免將流量計安裝在干擾源的下游。干擾源導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安裝在超聲波流量計下游5倍管徑以外。
　　
　　焦爐煤氣中含有大量的煤焦油和粉塵，由于工藝對于焦爐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。