用孔板测量转炉底吹氮/氩流量

　　武钢第一炼钢厂平炉改转炉的工艺设计提出了测量转炉底吹氮/氩流量的课题,即要求测量流经同一管道的两种流体。转炉吹炼时,前期吹氮,后期吹氩,按工艺需要进行切换。

　　根据一炼钢平改转工程工期紧、投资省的要求,我们在流量测量系统的设计攻关中采用孔板、仪表、计算机组成测量系统,实现测量流经同一管道的氮气和氩气。

　　1　设计思想

　　由于氮和氩的密度是不一样的,要用一块孔板同时测量两种气体首先我们从孔板的设计入手。在孔板计算时,无论是计算氮气孔板,还是计算氩气孔板,都保证孔板的开孔尺寸为同一值,这样就保证了能够用一块孔板来测量氮气与氩气。

　　另外,使孔板的差压上限为同一值,这样也就能够仅用一台差压变送器来完成氮气或氩气的测量差压与电流信号的转换。

　　接下来,通过计算机跟踪氮/氩的切换并同时转换氮/氩流量测量的量程范围,分别显示累计氮和氩气流量,最终实现用一块孔板测量流经同一管道的两种气体。

　　2　节流装置的设计

　　根据上述的设计思想以及武汉钢铁设计研究院的工艺委托参数,我们用北京博思达仪器仪表有限公司的节流装置设计计算软件(LG—94—01版)进行了孔板计算。其结果如下:

　　为了保证两块孔板开孔尺寸及差压的一致,我们在计算孔板时对最大流量参数进行了调整,考虑到转炉底吹的流量测量完全是用于工艺过程控制与监测,对测量的准确度要求并不是很高,因此这一方案是完全可行的。

　　3　流量测量系统的构成与实现

　　转炉底吹N2-Ar切换供气系统如图1所示。仪表、计算机测量控制系统构成示意图如图2所示。流量测量控制系统由孔板、变送器、SIMENS的S7系统输入模块与PLC等所组成,通过组态PLC实现对分气包前的氮气与氩气调节阀组进行N2-Ar切换联锁控制。

　　转炉底吹支管N2-Ar流量的显示与监控在控制室CRT操作台上完成。

　　4　实施的经济效益

　　一炼钢转炉底吹N2-Ar流量测量的设计攻关取得了较好的经济效益,按三炼钢同口径比较其效益计算如下:

　　一炼钢1#、2#转炉8条透气支管若使用质量流量计费用将支出:

　　8×80000=640000 (元)

　　一炼钢1#、2#转炉8条透气支管而使用孔板、变送器费用支出:

　　8×600(孔板单价)+8×9000(变送器单价)=76800(元)

　　节省工程预算费用:

　　640000-76800=563200 (元)

　　5　结束语

　　用孔板、仪表、计算机构成的流量测量系统测量流经同一管道的两种气体在武钢第一炼钢厂1#、2#转炉底吹的8个透气支管N2-Ar流量测量实践是成功的,满足了生产的要求。这种利用简单的设备,实现复杂的工艺测量,节约工程开支约50万元人民币。