湿度对湿煤气计量影响的研究

　　由于天然气的广泛应用,民用煤气已在我国许多城镇淡出,但在工业(特别是冶金行业)中仍大量用煤气作燃料。煤气在生产过程中必须先进行水洗,这就造成煤气中含有水蒸汽,水蒸汽的存在将对煤气流量的测量带来不容忽视的影响,这是长期以来在煤气流量计量中困扰用户的问题之一。

　　其实,湿度对流量测量的影响及解决办法在国标GB/T 2624—81《流量测量节流装置》[1]及GB/T18215—2000《城镇人工煤气主管道流量测量》[2]都有明确的描述,只不过在实践中对标准的理解存在偏差,以致造成在湿煤气计量中量值偏差大的问题。因此,本文根据我们对标准的理解,对湿度影响湿煤气流量测量的问题进行探讨。

　　为了搞清湿度对流量测量的影响,我们要先清楚几个概念:

　　(1)如何得到湿度

　　湿度有绝对湿度和相对湿度之分,上述标准给出了有关相对湿度的计算公式,用相对湿度来计算简单明了,如何得到相对湿度之值呢?一般说来要用湿度计测量,在输送过程中,由于温度、压力的变化,湿度也在变化,在不同流量测量点湿度也不同,要安装许多湿度计显然是不现实的,我们可认为经水洗后的煤气其相对湿度为100%,根据测量点的温度、压力,用标准提供的湿度计算公式将水洗后的煤气湿度换算成测量点的煤气湿度。

　　(2)分清干煤气、湿煤气、湿煤气中干部分的区别

　　干煤气:相对湿度为0的煤气。

　　湿煤气:煤气中含有水蒸汽,即湿度不为0的煤气。

　　湿煤气中干部分:湿煤气中排出了水蒸汽的部分。

　　讨论的湿煤气都是单相流,即析出的水认为被排出管外,管内只存在煤气及水蒸汽。

　　1　煤气密度计算

　　1·1　干煤气密度计算

　　1·2　湿煤气密度

式中:ρ1为工况湿煤气密度,kg/m3;φ1为工况湿煤气的相对湿度,%;psmax,ρsmax为工况水蒸汽的最大可能蒸气压力和最大可能蒸气密度,psmax,ρsmax是这样确定的:当t1<100℃,且管道压力(绝)大于1个大气压力时,psmax就等于饱和蒸汽压力,ρsmax就等于饱和蒸汽密度。

　　在实际测量中,往往容易用干煤气的密度代替湿煤气的密度,在用差压式仪表测量流量时会带来误差,特别是温度越高,影响越明显。这是需要用户特别注意的。

　　2　湿度的换算

　　上述计算中φ1是指在流量测量点附近测得的工况相对湿度,但在实际中,湿度的测量点与流量测量点可能相距很远,中间还可能存在其它设备,如果以此测出的湿度进行计算,会带来较大误差,此时,应考虑湿度测量点的状态与流量测量点状态的差异,进行换算,或者说,已知某一状态下的湿度,求另一状态下的湿度,按下式计算