复杂工况下混合煤气的计量方法技术

本发明专利技术涉及一种工业企业气体能源的计量方法，特别是复杂工况下混合煤气的计量方法。技术方案是：对于高炉煤气和焦炉煤气介质进行混合的情况下，运用计算机软件按热值补偿数学模型，在原有的温度、压力补偿的基础上，把热值做为参数之一进行密度补偿，得出混合煤气准确的计量数值；采用多种通讯方式并存，运用计算机进程控制技术和线程并行技术，可以有效的提高系统运行的稳定性和可靠性。本发明专利技术可以使混合煤气计量更具科学性逼近真实值，解决了复杂工况条件下受热值影响大的混合煤气介质的准确计量问题，可广泛应用于使用混合煤气的重工业企业，使混合煤气的计量与运营更加合理，有效地指导生产。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种工业企业气体能源的计量方法，特别是。
技术介绍
目前，在工业企业的生产中，气体能源计量都是信息化的能源计量采集系统，利用现场 一次和二次仪表、通讯网络和数据采集计算机组成计量采集系统进行采集和计量。但是，重 工业企业的工况条件都比较复杂，上述计量系统的计量结果不准确，不能有效的指导生产； 例如，对于冶金企业，高炉煤气和焦炉煤气介质没有有效计量的情况下，混合后煤气(高炉 煤气与焦炉煤气混合)介质密度易受到热值的影响，传统的计量仪表仅有温度和压力补偿， 测量值与真实值上下波动大，计量精确度不高。另外，煤气计量通讯网络采用单一的通讯方 式，系统的可扩展性不强，数据采集和存储在无人值守状态下进行，数据采集和存储在受到 系统因素影响时容易发生故障，不适于复杂工况条件下煤气计量的实际需要。
技术实现思路
本专利技术目的是提供一种，使混合煤气计量更具科学性， 逼近真实值，提高系统运行的稳定性和可靠性，解决
技术介绍
中存在的上述问题。 本专利技术目的是通过如下技术方案实现的。包括 对于高炉煤气和焦炉煤气介质进行混合的情况下，运用计算机软件按热值补偿数学模型， 在原有的温度、压力补偿的基础上，把热值做为参数之一进行密度补偿，得出混合煤气准确 的计量数值。系统中混合煤气介质一次仪表采用孔板方式进行流量计量，在复杂工况条件下，分析各 种气体介质对温度、压力和热值的影响，从而构造出所说的数学模型。本专利技术由计算机通过计量程序发送采集指令，采集工况条件下温度、压力、差压和热值 仪表信号，通过信号传输和信号转换传递给计算机做信号处理，实现混合煤气计量功能。本专利技术接收现场混合煤气温度、压力、差压和热值的标准仪表信号，采用有线和无线结 合的通讯方式，计算机程序应用进程控制和并行处理方式，在采集计算机统一完成无人值守 状态下混合煤气热值补偿计量。本专利技术的复杂工况是指混合煤气的气体密度随热值变化很大的状况。本专利技术的有益效果是打破常规温度、压力补偿方法，根据不同的热值运用一定的数学模型统一到标准热值，进行补偿，加上原有的温度、压力补偿，可以使混合煤气计量更具科 学性逼近真实值；采用多种通讯方式并存，运用计算机进程控制技术和线程并行技术，可以 有效的提高系统运行的稳定性和可靠性。本专利技术解决了复杂工况条件下受热值影响大的混合煤气介质的准确计量问题，可广泛应 用于使用混合煤气的重工业企业，使混合煤气的计量与运营更加合理，有效地指导生产。 附图说明图1为本专利技术实施例的系统结构框图。图中的工况l、工况2、工况3是三个现场数据采集点，分别通过对应的信号采集、信 号传输、信号转换环节，最后送入计算机进行处理。 具体实施例方式以下结合附图，通过实施例对本专利技术作进一步说明。在实施例中，对于高炉煤气和焦炉煤气介质因工况原因没有有效计量条件下的混合煤气 (高炉煤气和焦炉煤气掺混)介质，运用讣算机软件按热值补偿数学模型，在原有的温度、 压力补偿的基础上，把热值做为参数之一进行密度补偿，得出混合煤气准确的计量数值；运 用计算机完成各种混合煤气介质的数据釆集、存储和传输；接收现场混合煤气温度、压力、 差压和热值的标准仪表信号，采用有线和无线结合的通讯方式，计算机程序应用进程控制和 并行处理方式，在采集计算机统一完成无人值守状态下混合煤气热值补偿计量。系统中混合煤气介质一次仪表采用孔板方式进行流量讣量，在复杂工况条件下，分析各 种气体介质对温度、压力和热值的影响，构造数学模型推理过程如下 按GB/2624-81孔板设计标准，孔板流量的基本公式为Q=a . e .Ad(2)0.5(Ap/p)0.5 <1>式中a:流量系数，纯数；e:流束膨胀系数，纯数； Ad:孔板开孔面积，nf;孔板上下游压力差； P:流体实际运行工况下的密度，Kg/m3; Q:流体密度为P时的体积流量，mVs; 对于已经设计完的孔板，a， e , Ad都是已经确定的常数，实际流量满足q:(1/4 1)q皿 的情况下，a的变化小于0. 5%，引起的误差很小，因此可以认为a ， e ， Ad是常数(如果实 际流量在小于1/4 Q,运行，就应重新设计孔板)。因此，公式可以简写为Q4. (Ap/p)"5 <2>其中K=a ￡ .Ad(2) °5 。在以下计算过程中，采用0'C， 1 atm (1标准大气压记为1 atm)为标准状态，并把标 准状态下的体积流量记为Qon，密度记为Pon，得到Qon=Q. p / P on 〈3>把〈2〉代入〈3〉式得出Qon=/pon <4〉按照工作状态下，湿气体的密度计算公式P= (P on. X Tn)/ (Pn X T1XZ) + $ 、 P sraax <5〉 式中Pl:绝对压力PaPl=97210+P—(表压) Pn:latm,它等于101330Pa Tn: 273. 15°C Tl:绝对温度T1:273. 15+t Z:压縮系数取Z=l 4):相对湿度取4)=1如果湿气体的工作温度t不超过工作压力下的蒸汽饱和温度tb，则PsmaFPb，Psmax=Pb，其中p b和Pb为温度t时饱和蒸汽的密度和压力。根据GB/2624—81中G-11表摘要列出饱和气体水分含量表<table>table see original document page 5</column></row><table>本系统对于混合煤气(高炉煤气与焦炉煤气掺混)，它的密度p考虑掺混比的变化。假设高/焦=8 (掺混比) 热值^千卡/ m3)。根据本地高炉煤气平均热值为840千卡/ m3;焦炉煤气平均热值为4070千卡/ m3。得到R: (840B+4070) / (B+l)(混合后热值)掺混比B二 (4070-R) / (R-840) 因为P on高=1. 3580 kg/m3 P on焦=0. 5032 kg 得到 Pon混二 (1. 3580*B+0. 5032) / (B+l) 联立两式得到Pon混^1.3580X (4070-R) / (R-840) +0.5032]/ <6〉 设含湿混合煤气密度P pf昆Pon 昆X X (TO/ T1XZ) +<t P smax如果把混合煤气运行的条件设定为4>=100%， t=25°C， 2=1(即与单质高炉煤气，焦炉煤气 相同)混合煤气密度公式可以写成-P混U1.3580X (4070—R) / (R—840) +0.5032]/ } X {/101330} X273.15/ (273. 15+t) +0.0231 <7> 把<7>式代入<4〉式得到Qon:X(ApX)0.5上式中式中Ap可检测，R可检测，P'可检测，t也可检测，因此P可以随机的求出P'on混为高/焦4， 0'C， latm下的混合煤气密度，它的平均值是(1. 3580+0. 5032) / (1+1) O. 9306 kg/m3对于上式只是从体积流量从密度上转化成高/焦=1, (TC， l"m的标准体积流量，没有考 虑热值这个最重的参数，因此把Qon式写成Qon= (R/2455) X X ( A pX / } 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种复杂工况下混合煤气的计量方法，其特征是：对于高炉煤气和焦炉煤气介质进行混合的情况下，运用计算机软件按热值补偿数学模型，在原有的温度、压力补偿的基础上，把热值做为参数之一进行密度补偿，得出混合煤气准确的计量数值。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：赵连营，冯彦民，王家军，王雪寒，刘春玉，霍裕禄，
申请(专利权)人：承德新新钒钛股份有限公司，
类型：发明
国别省市：13[]