焦炉煤气流量和发热量测定和计算方法

1、焦炉煤气流量和发热量测定方法一、差压式焦炉煤气流量计组态计算公式1、基本知识1.1 气体密度温度压力补偿公式(1)(2)一 一(Po - P) 293.15- - - N101.325 (273.15 t)简化得:-PP0 P：=2.893 : n 273.15 t式中：P 流量计设计工况密度，单位 kg/m3Po-当地大气压力，单位 KPa；P -表压力，单位KPa；t -温度，单位CPn -流量计处测量介质标况密度，单位kg/m3。如果气体为已知组分的混合气体, 则混合体的标况密度为各组分标况密度与体积百分数乘积之和。举例计算如下：已知焦炉煤气组分(体积百分数，从天安化工焦炉煤气流量测量节

2、流装置设计计算书中获得)和各组分的标况密度(20C, 101.325KPsj):名称标况密度 (kg/m3)设计组分 (%氮气1.16462.4氧气1.33020.7氢气P 0.083857.9甲烷0.666924.9乙烯1.1662.6一氧化碳1.16448.2二氧化碳1.82963.3则，该焦炉煤气标况密度Pn ：1.1646 2.4 1.3302 0.7 0.0838 57.9 06669 24.9 1.166 2.61.1644 8.2 1.8296 3.3100：N =0.438014kg/m31001.2 工况体积流量与标况体积流量的转换(3)Qn 二口293.15豆 Qv101.

3、325 273.15 t Zv式中:Po-当地大气压力，单位 KPa；P -表压力，单位KPa；t 温度，单位CQn标况流量，单位Nm3/hQv-工况流量，单位 m3/hZn标况压缩因子Zv-工况压缩因子由于常规煤气输送和使用属于低压力范畴，压缩因子变化比较小，工业应用计算中忽略压缩因子的影响，则公式（3）可简化为:Qn= 2.893P0 P273.15 tQv(6)1.3 依据V锥流量计计算书计算流量1.3.1 已知工况密度V锥流量计计算书为工作状况，温度 25度，表压力25KPa,简称工况Qv =K : T（5）式中：K-流量计流量系数,Ap流量计前后差压，单位 KPaP 流量计设计工况下

4、密度，单位 kg/m31.3.2 已知标况密度把（2）代入（5）得：Qv = Kp一Pc P2.893 :N 0273.15 t简化得:P (27315 D2.893 . (P0 P)2、 1米V锥组态公式2.1 已知工况密度Qv =K(8)由工况流量转换成标况流量：QN =2.893P0 P K p273.15 t 式中：P0-当地大气压力，单位 KPa；P -表压力，单位KPa；t -温度，单位CK-流量计流量系数,Ap流量计前后差压，单位 KPaP 流量计设计工况下密度，单位 kg/m3把V锥计算书相关参数带入，得：P0 PpQn =2.893020475.7461 .273.15 t.

5、 0.537(10)当地大气压力P0取100KPa,并简化得:QN =80835.295100 P 二中273.15 t(11)2.2已知标况密度Qv =Kp (273.15 t):2.893 ，(P0P)(12)(15)由工况流量转换成标况流量:(13)cP0 P 293.15，/ p (273.15 t)Qn 0K .101.325 273.15 t , 2.893 N (P0 P)简化并当地大气压力P0取100KPa得：Q =K 2.893 p (100 P)N :：N (273.15 t)把V锥计算书相关参数带入得:(17)Qn =20475.74612.893 甲(100 P)：N

6、(273.15 t)(22)3、0.9米V锥组态公式3.1 已知工况密度Qv -K(17)(18)(19)由工况流量转换成标况流量:393度台一式中：Po-当地大气压力，单位 KPa；P -表压力，单位KPa；t -温度，单位CK-流量计流量系数,Ap流量计前后差压，单位 KPaP 流量计设计工况下密度，单位 kg/m3把V锥计算书相关参数带入，得：P0 + P/ -pQn =2.893父一017639.3852 xj一p-273.15+t0 0.537当地大气压力Po取100KPa,并简化得：Qn =69637.75 7 100 ' P 父属'(20)273.15缺3.2 已

7、知标况密度Qv =K空工(273.15+t)1 2.893父 Pn m(P0 十 P)(21)由工况流量转换成标况流量:Po P 293.15“ p (273.15 t)Qn K 101.325 273.15 t ； 2.893 ：N (P0 P)简化并当地大气压力P0取100KPa得:(24)2.893 p (100 P)QN 二 K :N (273.15 t)把V锥计算书相关参数带入得：(24)QN =17639.38522893 巾(100 P):：n (273.15 t)、焦炉煤气发热量计算方法1、GB/T11062-1998 的相关规定：1.1 我国目前是用的计量参比条件和燃烧参比条

8、件相同，均为101.325kPa, 20c1.2 已知组成的混合气体，在燃烧温度、计量温度和压力是的体积发热量计算公式：I°t1 ,V(t2,P2) =H0(t)第(26)R T2式中： H°t1 ,V(t2 , P2) -混合物的理想气体体积发热量(高位或低位)；H°(t1)-混合物的理想摩尔发热量；R-摩尔气体常数(R=8.31451°J mol-1 K-1);T2 绝对温度(T2=t+273.15)公式(26)是基本方法，还有一个可供选择的方法：N5°t1,V(t2,P2)=Z Xj 石j°t1,V(t2,P2)(27)j 1式

9、中： c- - H°t1 ,V(t2, P2) -混合物的理想气体体积发热量(高位或低位)；H°t1 ,V(t2, P2) -组分j的理想气体体积发热量(高位或低位)；Xj -组分j的体积百分数。有上述两种不同方法计算出的值，相差不大于°.°1MJ m-3 2、101.325kPa, 20 c焦炉煤气标况发热量的计算2.1 焦炉煤气的组成从天安化工焦炉煤气流量测量节流装置设计计算书中获得焦炉煤气的组成如下:名称设计组分(%氮气2.4氧气0.7氢气57.9甲烷24.9乙烯2.6一氧化碳8.2二氧化碳3.32.2 焦炉煤气各可燃组分的理想气体体积低位发热量(

10、我国目前是用的计量参比条件和燃烧参比条件相同，均为101.325kPa, 20C,从相关国家标准中选用20/20 C数据)名称理想体积低位发热量(H0,MJ m,)氢气10.05甲烷33.367乙烯55.01一氧化碳11.762.3 101.325kPa, 20 c焦炉煤气标况发热量的计算 0 0 0H0t2o,V(t2o,101.325) =Xh2HH2&0。20,101.325) + Xch, 封*4庄。2。，101.325) + o_ 0_ Xc2h4 Hc2H4t20,V(t20,101.325)+Xco Hco4t20,V(t20,101.325)(29)把焦炉煤气各可燃组分

11、的理想体积低位发热量带入，得： .0_-_ _ .一H0t20,V(t20,101.325) = 10. 05Xh2 + 33.367%h 4 +55.01%2H4 +"76Xco(30)式中：°色0 ,V(t20,101.325)-计量参比条件和燃烧参比条件均为101.325kPa, 20C时焦炉煤气的地位发热量，MJ m"Xj -组分j的体积百分数，。三、天安化工标准孔板流量计计算公式1、标准孔板流量计基本计算公式：qVn =A/nCEd2FGSFZFTV丽(31)式中：qVn -标准参比条件下的体积流量；AVn -视体积流量计量单位而定的系数，小时体积流量时

12、为0.011446;C-流出系数；取自计算书； 一1E -渐近速度系数；E = , 1;,1，4d 孔板开孔直径；d =d2o1 +Ad (ti -tzo)；Fg-相对密度系数；Fg 口，Gr气体真实相对密度，Gr = 0.438014 , Fg=i.658; :Gr1.20418-可膨胀性系数；取自计算书；Fz-超压缩系数；由于压力较低，取1；Ft流动温度系数；Ft =293.15273.15 t1P -孔板上游侧取压孔气流绝对静压，单位兆帕。P1 = % +巳，Pa当地大气压力，单位为兆帕。即-气流流经孔板时产生的差压，单位帕。把相关中间参数带入公式(31)得：1;上、2293.15qvn

13、 =0.011446c 42。1 16.6 10 (t 一20)1.658： (访Pa) :p1 . 4273.15 LC :上：2293.15 (p1 Pa)一qVn =0.0189775 1< d201 +16.610 (t1 -20) % 吆气即14273.15 t12、DN300节流装置流量计算公式：C ;上；2293.15 (p1 Pa)一qvn =0.0189775d201 16.6 10 (t1 -20) ' ； 1a-： J. ：p1，4；273.15 t1从计算书中获得以下参数：C -流出系数：0.606584;-开孔径比：0.56257;d 20- 20 C

14、孔板开孔直径：173.82;w -可膨胀性系数：0.994963;P1-孔板上游侧取压孔气流表压力，单位兆帕，0.025MPa；Pa-当地大气压力，单位为兆帕，101.24MPa。气流流经孔板时产生的差压，单位帕把上述相关参数带入公式得: C qvn =0.0189775 C 1-4dW".:黑黑Pa'-0.606584；_6，2qVn =0.0189775173.821 16.6 10-6(t1 -20) J 0.9949631 -0.562574293.15 (P1 W)27315 tl pqVn =0.01207411173.82 1 16.6 106(t1 -20)2

15、93.15 (P1273.15 t1忽略温度对孔板直径的影响，则上式可简化为:2qvn = 0.0120741 173.822293.15 (pi Pa)273.15 ti3、qVn =624596(P1 Pa)273.15 t1DN500节流装置流量计算公式:293.15 g Pa).,273.15 3C ；,6；2qvn =0.0189775d201 16.6 10 (t1 -20) J.1 - - 4从计算书中获得以下参数：流出系数：0.606105;开孔径比：0.59495;d20- 20 c 孔板开孔直径：305.185;g-可膨胀性系数：0.995218;P1-孔板上游侧取压孔气流表压力，单位兆帕，0.025MPa;Pa-当地大气压力，单位为兆帕，101.24MPa。p-气流流经孔板时产生的差压，单位帕。把上述相关参数带入公式得:qVn =0.0189775 Cn； -4d201 16.6 10 4(t20)工 293.15 (P1 Pa)273.15 tl0.606105;,2293.15 (p1 Pa).qVn =0.0189775305.1801 166 10 (t1 -20)产 0.995218.甲1 -0.594954，273-15 t1qVn =0.0122398父卜5.185父小6.6父10"(匕-20)293!4忽略温度对孔板直径的影响，则上