广西计量检测研究院　李英梅

湿度对焦炉煤气计量的影响以及其补正策略探究

广西计量检测研究院李英梅

焦炉煤气作为最广泛使用的燃料热源不可避免地面临着大量制备的生产要求，其相关的计量计算方法也需要进行校正来保证精度。然而，在对焦炉煤气的体积量等相关物理量的原始计量方法中，湿度并未作为影响精确度的因素列入计算，而相对影响较小的工作温度以及压强却作为修正因子，参与到了相关量的计算之中，这就造成了计量数据的偏颇，在较高或者较低的温度或压强下容易产生较大的误差。故而本文根据理论经验与实地实践提出了湿度因素在对焦炉煤气计量过程中造成误差，并提供了较为可行的修正方法。该湿度补正的数学模型可以弱化湿度对计量的影响，从而得到更加精确的测量数值，优化了工厂工业的方案流程，从而提高了工艺制备的水平，适应符合某些工业生产精细的使用要求。

焦炉煤气；湿度补正；补正模型

1　前言

作为相对容易制备的高热值煤气的焦炉煤气，其制备工艺已经日趋完善，也广泛应用于居民生活与工业炼化供热中。工业制焦炉煤气多采用将不同种类的烟煤按比例配比共同炼制炼焦用煤，然后通过高温干馏的技术手段，生产出焦炭、焦油作为主产品，而焦炉煤气则作为副产品制备得到。也有方法是通过石油工业的提炼得到焦炉煤气，然而在这种制备过程中，焦炉煤气依旧是副产品。所以由于对反应的不完全控制，我们无法得到单一产物的焦炉煤气，只能得到各组分参数在一定范围内的波动的不定组成的混合物。故而，为了确定组分以及检验产品质量，较为精确的测量补正方法开始逐渐得到重视，成为评估焦炉煤气制备工艺的参考标准之一。

2　影响焦炉煤气的因素以及常用测量手段

2.1影响因素

焦炉煤气的组成十分复杂，通常以氢气与甲烷气体为主，占总气体体积的百分之八十到百分之九十，在剩余气体中，占据主要比重的不可燃性气体氮气，与可燃性气体一氧化碳、二氧化碳、氧气、两个碳原子以上的不饱和烃气体比重略小，同时极易夹杂有机产物萘渣，焦油微小油滴，水蒸气等其他成分。同时，它的流速相对较慢，密度也较小。故而可以看出，焦炉煤气的计量工作比起单一气体或是有限组分的混合物复杂麻烦得多，可以说是成倍增长。由于在实际的计量过程中，气体湿度对气体流量的影响远远超过压力与温度带来的影响，与湿度相关的影响方式也较多，比如由于生产中压力与温度的改变从而使水蒸气达到过饱和状态从而液化冷凝成水，或是煤气水洗等现象。故而对于湿度带来的影响更加应该补充修正。

2.2测量手段

针对这一现状，工业上尝试着采取改进创新原有的流量计，也根据不同的计量原理，提出了旋进式、热式、涡街等量热计。然而基于焦炉煤气自身的复杂特点，这些改进并未获得良好效果，所以现阶段绝大多数计量工具还是采用着最原始的差压流量计。工业制得的焦炉煤气中含有的水分随着温度的变化而发生改变调整。造成这种调整的主要原因有二：其一是由于气体的热胀冷缩，这方面温压补偿的流量计可以通过克拉柏龙方程对流量数值加以修正，而且现阶段的计量工具也可以自动修正去除这方面的误差，故这一部分不做探讨；其二是由于焦炉煤气中水蒸气含量的改变造成的组分含量改变，这部分微调由于改变了气体参数所以不方便校正。故而在差压流量计的计算公式中，则被迫地忽略了湿度影响，这对计量准度造成了一定程度上的模糊，造成与精确数值的误差。

3　解决对策

根据不同温度下饱和气体的水分含量、压力值、密度的图表对测量值进行修正。以下笔者会例举实际校正演示过程。

用到的参数如下：

煤气密度：0.471kg/m3，标准压力：1atm，标准温度：273.15K，最大节流量：1.3×105m3/h，其余数据可参考上述提及的相关资料自行查找。

举例一：

实际工作参数：恒定外压：5kPa，恒定温度：323.15K，相对湿度：100%。

仪器设计参数：恒定外压：5kPa，恒定温度：293.15K，相对湿度：100%。

剩余数据详见饱和气体参数图表。

从上述计算可以看出，湿度对气体流量的影响还是较为可观的，这也就能解释同样的仪表在夏天与冬天测得数值会有较大偏差的现象。这样的转化可以弥补原有计量方法工具的不足，减少了误差，提高了精确度，从而得到较好的校正之后的数值。也可做成数学模型，应用于自动测量修正，解决了目前我们遇到的一些困惑与问题。

4　总结

本文主要探究了焦炉煤气计量的影响因素与针对湿度这一影响因子的补充校正方法，该方法简洁易懂，具有一定的实用价值。笔者所提出的校正思想也可同时应用于同类的湿气体，比如高炉煤气、混合煤气等，相关的补正系数需要有兴趣的读者自行计算检验，亦可应用于工业生产提高精度。补正得到的较为精确的数值所对应的焦炉煤气不但可以方便作为燃料时通过对供热的计算，从而节约燃料，保护环境减少污染与有毒气体排放，还可以便于设计路线提纯甲烷、乙烯等重要的有机合成原料，也可以提纯氢气用于氨的合成。从而减少人力物力的投入，提高了效率使得资源利用最大化。

[1]张浩.湿度对焦炉煤气计量的影响及其补正[J].城市建设，2012.23.

李英梅，女，1963年出生，广西南宁人，工程师，研究方向：温湿度和压力仪器仪表的检定检测。