摘要：流量(liàng)儀表是現(xiàn)代生(shēng)産過(guò)程中計量(liàng)重要(yào)的手段，同時它(tā)也是保證産品(pǐn)質量，安全生産(chǎn)和平穩(wěn)運行的(de)重要途徑，随着智(zhì)能化的産業(yè)不斷(duàn)發(fā)展，各個(gè)企業對(duì)其計量(liàng)要求也是越來(lái)越高(gāo)，沒有一套(tào)完(wán)整(zhěng)的體系難(nán)以生(shēng)存。當下對(duì)
高壓插(chā)入(rù)式渦(wō)街流量計
的使用在(zài)逐步擴大(dà)。文章以(yǐ)煤化工(gōng)企業(yè)爲(wèi)研究，對(duì)其計量(liàng)儀(yí)表更(gèng)新問(wèn)題作了如(rú)下的闡述，結合(hé)現(xiàn)場實(shí)際工況(kuàng)，叙述了能(néng)源化(huà)工企業變(biàn)換裝(zhuāng)置入(rù)口粗煤氣(qì)流量(liàng)計
應(yīng)用過(guò)程中(zhōng)所存在問(wèn)題及改進辦法(fǎ)，成功解決(jué)了影(yǐng)響裝置流量計(jì)量的問題(tí)。
0引言(yán)
近些年(nián),随着我(wǒ)國工業的迅(xùn)猛發展(zhǎn),對于煤化(huà)工而言(yán),流(liú)量儀(yí)表是煤化工生産(chǎn)過程的重要(yào)指标(biāo)之一。流量(liàng)計量貫穿(chuān)于全(quán)過程中(zhōng)，任何一(yī)個環節(jiē)都離不開流量(liàng)計量。在(zài)現實中,操作工(gōng)靠着這些關鍵(jiàn)參數對(duì)生(shēng)産流程進行監測和(hé)控制,并(bìng)實現生産工(gōng)藝控制(zhì)的(de)自動化。這(zhè)對提(tí)高化工産(chǎn)品的(de)産量(liàng)和質量,保障生(shēng)産安全，改(gǎi)進工(gōng)藝操作,改善工藝(yì)生産條(tiáo)件等方(fāng)面都有着非常(cháng)重要的(de)意義。同時,流量計量(liàng)也是企業(yè)經濟核算(suàn)的重要依(yī)據(jù),流量計(jì)量正(zhèng)确可靠是保證(zhèng)企業生産(chǎn)率進行，保(bǎo)證經(jīng)濟效益的(de)重要手段(duàn)之(zhī)一。隻有确保(bǎo)流量測量(liàng)數(shù)據的科學與正确(què),才能實現企業管理工作(zuò)的高效和(hé)實效,加強裝置進出(chū)口(kǒu)流量計儀表(biǎo)的改造,不(bú)僅有利于促進企業的節能降(jiàng)耗,而(ér)且有(yǒu)利于企業的可持(chí)續發展(zhǎn),從而有效提高(gāo)生産效率(lǜ)。
1裝置簡介(jiè).
1.1氣化變換裝置
變換裝置(zhì)特點(diǎn)是高溫、高(gāo)壓、易燃、易爆、易腐蝕、有毒有害;工藝特點是高co.低水(shuǐ)氣比、含塵含(hán)油的工藝氣。變換(huàn)裝置處理(lǐ)來自氣化(huà)裝置(zhì)3.9mpa、175℃、176400nm3/h粗煤(méi)氣,粗煤氣(qì)進入洗滌分離(lí)塔洗滌(dí)分離掉(diào)粗煤(méi)氣中(zhōng)的液滴、焦油、煤塵等(děng)雜質後,進入到氣氣換熱器管(guǎn)程,與殼(ké)程來自(zì)第二變換(huàn)爐的(de)變換(huàn)氣換(huàn)熱。換熱後(hòu)的(de)粗(cū)煤氣(qì)經煤氣(qì)過濾器(qì)進一步(bù)脫除煤(méi)氣中(zhōng)的焦油、灰塵後,進入到第(dì)一變換(huàn)爐(lú)進行(háng)變換(huàn)反應,該反(fǎn)應爲(wèi)強(qiáng)放(fàng)熱反(fǎn)應。第(dì)一變(biàn)換(huàn)爐(lú)出口變換(huàn)氣經第一(yī)淬冷增濕器進(jìn)行增濕、降(jiàng)溫後進入到第(dì)二變(biàn)換爐進行變換反應(yīng)。反應(yīng)後的變換(huàn)氣通過氣(qì)氣換(huàn)熱器(qì)的殼程換(huàn)熱.後(hòu),依次(cì)進入第二(èr)淬冷增濕(shī)器、第(dì)三變換爐(lú)、第三(sān)淬冷增濕(shī)器、第(dì)四變(biàn)換(huàn)爐;出第(dì)四變(biàn)換爐(lú)的變(biàn)換氣,逐級進入(rù)淬冷水預熱器(qì)、洗滌(dí)水(shuǐ)預(yù)熱器(qì)、鍋爐給水(shuǐ)預熱(rè)器、脫鹽水(shuǐ)預熱(rè)器、最終冷(lěng)卻器的管(guǎn)程,變換氣(qì)洗滌(dí)降溫至40c。經(jīng)冷卻(què)裝置餘熱(rè)回收,生(shēng)成274000nm3/h,生成(chéng)變換(huàn)氣(qì)送至低(dī)溫甲(jiǎ)醇洗工段(duàn)。
來自(zì)氣化裝置(zhì)的粗(cū)煤氣(qì)組分(fèn)主要成(chéng)分(fèn)是co、h2、ch4、co2、水(shuǐ)蒸汽、粗(cū)焦(jiāo)油、油(yóu)類和輕(qīng)烴類氣(qì)體。
1.2低(dī)溫甲醇洗(xǐ)裝置
低溫甲醇(chún)洗裝置(zhì)是(shì)中某化工公司(sī)年産(chǎn)100萬噸合成(chéng)氨項(xiàng)目主(zhǔ)流(liú)程裝置。來(lái)自變換裝置(zhì)的含(hán)飽(bǎo)和(hé)态(tài)水蒸氣的變(biàn)換氣溫度40℃、壓力3.4mpa(g)、流量274048nm3/h進入甲(jiǎ)醇洗裝置變換氣(單系(xì)列),裝置按(àn)兩系列并(bìng)列配(pèi)置分(fèn)别爲低溫甲醇(chún)洗一(yī)系列及二(èr)系(xì)列。低溫甲醇洗的(de)主要任務(wù)是脫除(chú)變(biàn)換氣(qì)中co2.h2s、cos及(jí)石(shí)腦油(粗(cū)苯)等雜(zá)質,爲液氮洗裝置(zhì)提供(gòng)合格的淨化(huà)氣(qì);同時回收石腦(nǎo)油(粗(cū)苯)和(hé)部分(fèn)co2,爲硫(liú)回收裝置(zhì)提(tí)供富含(hán)h2s的酸性氣,爲尿素裝(zhuāng)置提供(gòng)高(gāo)純度(dù)的co2産品(pǐn)氣,爲vocs裝(zhuāng)置提供(gòng)含(hán)有微(wēi)量烴類的尾氣(qì)。本裝置包含(hán)如下幾(jǐ)個系統:變換氣冷(lěng)卻系統、預洗和h2s/co2吸收系(xì)統、甲醇(chún)閃(shǎn)蒸系(xì)統、熱再生系統(tǒng)、預洗甲醇再生(shēng)系統、尾氣水洗(xǐ)及貯槽系(xì)統。
2組分參(cān)數介紹
2.1變(biàn)換粗(cū)煤氣主要成分(fèn)
粗煤氣組(zǔ)分含量(liàng)n2(2.72%).h(26%)、co2(4.78%)、ch4(8.41%)、h2s(0.22%)、c0(57.41%)、cnhm(0.5%)、btx(0.1%).焦油(0.04%)、油(yóu)(0.13%)、酚(0.02%);壓(yā)力:3.9mpa,溫度:175℃,操(cāo)作(zuò)密度(dù):22.1kg/m3,流(liú)量:176400nm3/h。
2.2低(dī)溫甲(jiǎ)醇洗變換(huàn)氣組分參(cān)數
變換氣(qì)組(zǔ)分含量(liàng)(mol%)n2(1.55%)、h2(52.21%)、h2s(0.24%)、co(1.5%)、co2(38.62%)、ch4(5.28%)、cnhm(0.57%)、c2h4(0.06%)、c2h6(0.27)壓力(lì)3.4mpa，溫度40℃，流量(liàng)：274048nm3/h。
3變(biàn)換(huàn)裝置入口(kǒu)和低(dī)溫甲醇洗入口流量(liàng)計在(zài)裝置運行(háng)中的重要(yào)性
變換裝(zhuāng)置(zhì)入口和低溫(wēn)甲醇(chún)洗入口流(liú)量計在裝(zhuāng)置運行中充當着重(zhòng)要的角色，兩套(tào)變(biàn)換及低溫甲(jiǎ)醇洗裝置，每套(tào)系列入口各設(shè)有一台流量計(jì)，變換入口流量(liàng)計量程0～320000nm3/h，低溫甲(jiǎ)醇洗(xǐ)入口流量(liàng)計量程0～350000nm3/h，主(zhǔ)要是(shì)對變(biàn)換入(rù)口粗(cū)煤氣(qì)和低(dī)溫甲醇洗入口(kǒu)的淨(jìng)化氣流量(liàng)進行(háng)連續(xù)測量(liàng)，操作(zuò)工靠着這(zhè)些參(cān)數對(duì)生産(chǎn)流程(chéng)進行(háng)監督(dū)和控(kòng)制，并(bìng)實現生(shēng)産(chǎn)流程的自(zì)動化(huà)，改進操作工藝；改善生(shēng)産條件；利用(yòng)流量計來(lái)體現裝(zhuāng)置(zhì)的負(fù)荷，根(gēn)據負荷調(diào)整工藝(yì)指标，确(què)保裝(zhuāng)置出口工(gōng)藝指(zhǐ)标合格，對工藝操作進行(háng)及時的指(zhǐ)導和(hé)流量核算。同時(shí)對氣(qì)化爐的産(chǎn)氣量和(hé)變換、低(dī)溫甲醇洗(xǐ)入(rù)口(kǒu)氣量(liàng)是否(fǒu)平衡(héng)，其流量(liàng)計測量指示(shì)的正确與否，将(jiāng)直接影響(xiǎng)下遊工藝(yì)負荷(hé)的調整。
流(liú)量計(jì)量是氣化與變(biàn)換、低溫甲醇洗裝置(zhì)經濟(jì)核算(suàn)的重要(yào)依據，計量流(liú)量(liàng)計的正确可靠是(shì)保證(zhèng)一個企業生産(chǎn)經濟效(xiào)益的重(zhòng)要手段之一(yī)。
4原(yuán)流量計運行情(qíng)況及存在(zài)問題
(1)變換原流量計(jì)測量(liàng)原理：壓差(chà)流量計主要由測量(liàng)元(yuán)件(jiàn)、差壓(yā)變送器構成，其(qí)工作原理是利(lì)用能量守(shǒu)恒定(dìng)律得出的(de)流量(liàng)測定結果(guǒ)。流經(jīng)管内節流(liú)件時(shí)，由于(yú)節(jiē)流(liú)件的流(liú)通(tōng)截面比管(guǎn)道截面(miàn)小，流束形成局部(bù)收縮(suō)，在壓(yā)頭作用下，流體加速，動能(néng)增加(jiā)，勢能下降導緻靜(jìng)壓下降(jiàng)，在節流前(qián)後形(xíng)成壓力差(chà)。并通(tōng)過測(cè)量(liàng)流體壓力差來實(shí)現流(liú)量的測量。
原變(biàn)換裝置(zhì)入口流(liú)量計(jì)，采用(yòng)文丘(qiū)裏節(jiē)流裝置，取(qǔ)壓根部閥爲dn15，在(zài)運行(háng)過(guò)程中，由(yóu)于取壓(yā)口爲導壓管(guǎn)取(qǔ)壓，取壓(yā)流速降低(dī)，由于粗(cū)煤氣中含有(yǒu)nh3，h2o和co2這(zhè)三種物(wù)質(zhì)，當粗煤氣溫度較低的溫(wēn)度會(huì)産生碳氨結晶(jīng)，導(dǎo)緻取(qǔ)樣(yàng)管線(xiàn)堵塞，産生(shēng)壓差(chà)偏離現象(xiàng)。
再加(jiā)上煤(méi)焦油以及(jí)粉末顆粒(lì)狀物(wù)體，在生産使用(yòng)測量中，極易出(chū)現儀表導壓管(guǎn)堵塞問題。在冬(dōng)季高凝固點介質(zhì)環境中，還會出現凍堵(dǔ)問(wèn)題(tí)，從而影(yǐng)響(xiǎng)儀表(biǎo)的正确測量，在(zài)極端條件下甚至會導緻差壓(yā)變送器膜盒(hé)損壞現(xiàn)象。導壓管(guǎn)增加了蒸(zhēng)汽伴熱後(hòu)也(yě)得(dé)不到(dào)根本性(xìng)解決，導(dǎo)壓管(guǎn)内(nèi)部會(huì)積(jī)留油污(wū)及(jí)粉塵(chén)，容易(yì)導(dǎo)緻儀表(biǎo)測量誤差偏大的(de)問(wèn)題，不利于(yú)生産工(gōng)藝操作(zuò)和儀表的(de)連續長周(zhōu)期(qī)穩(wěn)定運行。
定期進行排(pái)污(wū)，變成了常态(tài)化作(zuò)業，儀表維(wéi)護及保養(yǎng)工作量大(dà)。排污閥長(zhǎng)期開關又導緻(zhì)内漏，不僅損耗(hào)有所增加，而(ér)且(qiě)環境(jìng)也遭(zāo)到的污染，存(cún)在較大(dà)的安(ān)全隐患同(tóng)時也給(gěi)工藝操作指(zhǐ)标和流量(liàng)核算帶來(lái)影響(xiǎng)。
這存在(zài)的缺點不是偶然的，而(ér)與本身固(gù)有的(de)使用條件(jiàn)和測量結(jié)構、檢測原理有着密切的關聯(lián)。在(zài)實際中(zhōng)這些問題和缺(quē)點根本無(wú)法通過具體的操作(zuò)來避免。因此，針(zhēn)對流(liú)量計存在的(de)問(wèn)題(tí)進行技(jì)術改造。
(2)低溫甲(jiǎ)醇洗原流量計(jì)測量原(yuán)理：在測量管(guǎn)(儀表表體)中心(xīn)同軸(zhóu)放置(zhì)一圓形靶闆(pǎn)，當(dāng)流體沖擊(jī)靶闆(pǎn)時，靶闆上受到(dào)一個(gè)力(lì)，它與流速，密度和靶闆(pǎn)受力面積之間(jiān)的關(guān)系成正比(bǐ)。經力轉換器轉(zhuǎn)變成電信号或(huò)氣壓(yā)信(xìn)号(hào)輸出(chū)，輸出信(xìn)号與流(liú)量的關系(xì)就可(kě)求出(chū)。它(tā)由測量裝置(zhì)力轉(zhuǎn)換器和信号處理變(biàn)送顯示幾部分組成(chéng)。測量裝置(zhì)包括靶闆、傳感(gǎn)器和(hé)測量管，力(lì)轉換器(qì)爲應變計式傳感(gǎn)器，信(xìn)号處理爲标準4～20ma信号傳(chuán)回dcs顯示(shì)。
目前低溫(wēn)甲醇(chún)洗裝置(zhì)靶式流(liú)量計實際運行情況，由于淨化氣壓力(lì)高，流速快，靶(bǎ)杆長(zhǎng)時間(jiān)受力(lì)，導緻傳感(gǎn)器變形，系統停(tíng)車無流量後儀表仍然(rán)有(yǒu)指示，零點(diǎn)漂移。
更換靶杆(gǎn)靶片後運(yùn)行一段時(shí)間之後，仍(réng)然出(chū)現傳(chuán)感器(qì)變(biàn)形(xíng)、脫落現象(xiàng)，指示誤差(chà)大，流量計在線不具備維(wéi)修條件，隻能(néng)利用系統停車機會進(jìn)行檢修，更工藝(yì)操(cāo)作(zuò)指(zhǐ)标和流(liú)量核算(suàn)造成影(yǐng)響。
對(duì)此讨(tǎo)論，在保證不改變工藝管道的前提(tí)下，通過改造流(liú)量計(jì)的(de)結構、材質、改變測(cè)量方(fāng)式，來(lái)解決以上問題(tí)，達到長周(zhōu)期穩(wěn)定運行，使(shǐ)得流量計測量正确(què)，滿足(zú)工藝(yì)要求。
5流(liú)量(liàng)計改造方(fāng)案
(1)綜上所(suǒ)述現(xiàn)象(xiàng)，分析其原因，并且保證不改變工藝管(guǎn)道走向(xiàng)及(jí)管口(kǒu)規格(gé)，法蘭(lán)标準(zhǔn)及等級、法蘭短(duǎn)管長度、法蘭(lán)尺(chǐ)寸密封面、儀表(biǎo)測量範(fàn)圍不改(gǎi)變的(de)前(qián)提下，根(gēn)據現(xiàn)場原(yuán)直管(guǎn)段情況，對儀表(biǎo)測量原理(lǐ)進行改造，采(cǎi)用管道插入(rù)式(shì)渦街流(liú)量計(jì)進行測量(liàng)。
(2)采用(yòng)抗振型管(guǎn)道插(chā)入(rù)式(shì)渦街(jiē)流量計，流(liú)量計法蘭短管(guǎn)與原(yuán)流量計長度一(yī)緻，即(jí)不改變工藝管道走(zǒu)向、法蘭标準及等級(jí)、法蘭(lán)尺寸密封(fēng)面、儀表測量範(fàn)圍，同時也(yě)滿足(zú)插入(rù)式渦街流量計直(zhí)管(guǎn)段要(yào)求。
(3)通(tōng)過改(gǎi)造流(liú)量計的測(cè)量結構、材質，改(gǎi)變測量原(yuán)理的(de)形式，來解決以上問(wèn)題，使流量計運(yùn)行(háng)穩(wěn)定，測量正(zhèng)确，滿足工藝(yì)要求。改造後解決(jué)應儀表測量不(bú)正确(què)給工藝操作造成(chéng)的影響(xiǎng)，能及(jí)時反映工(gōng)藝的消(xiāo)耗(hào)指标。滿足(zú)生(shēng)産長周期穩定運行。
流量計結構圖，渦(wō)街發(fā)生體(tǐ)構(gòu)造圖，如圖(tú)1所(suǒ)示。
6雙(shuāng)渦街發生體插入式渦街流量計測量原理及特點
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插入式渦(wō)街流量計(jì)
即将(jiāng)一個小口徑管(guǎn)道式渦街至于整(zhěng)個大(dà)管道的(de)中心位置(大緻)，測得(dé)大管(guǎn)道中(zhōng)心流速，再通過(guò)算法(fǎ)(按國際标準化組織is07145《在環(huán)形截面封閉管道中的流(liú)體流(liú)量測(cè)定(dìng)—在截面(miàn)一點的(de)速度測(cè)量法(fǎ)》)得(dé)出整條(tiáo)管道平均流速。
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插入式渦(wō)街流(liú)量計重量輕、壓損小、易于安裝(zhuāng)與維(wéi)修(xiū)等特點(diǎn)，在大(dà)口(kǒu)徑流量(liàng)的測量(liàng)中具有(yǒu)突出(chū)的(de)優勢。
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線(xiàn)路抗(kàng)振采用的(de)是頻譜抑(yì)制動(dòng)态跟蹤(zōng)降(jiàng)噪，可實現(xiàn)10～20倍的幹擾(rǎo)衰減。
(4)采用抗振(zhèn)型渦(wō)街流量計(jì)，雙(shuāng)渦(wō)街(jiē)發生體(tǐ)的構造。使得(dé)渦(wō)街流量計具備(bèi)強大的(de)整流效(xiào)果，可(kě)以(yǐ)有效消除直管段(duàn)不足(zú)，流場畸變帶來的影(yǐng)響(xiǎng)。内(nèi)置的(de)菱形(xíng)“前發聲體”産生渦(wō)街特需(xū)的左(zuǒ)右對稱流(liú)場分(fèn)布，并消除(chú)上遊旋(xuán)渦(wō)的影(yǐng)響。
(5)抗(kàng)黏(nián)附性能好，塗(tú)了特氟龍的抗污型(xíng)渦街(jiē)，适用于(yú)焦爐煤(méi)氣、高爐(lú)煤(méi)氣。
(6)耐(nài)髒污能(néng)力(lì)強，傳(chuán)感器無任何用于或影響流量(liàng)檢測的傳導(dǎo)孔(kǒng)、縫結構。徹(chè)底解決了碳(tàn)氨(ān)結晶(jīng)，煤焦油、塵堵塞問題。
(7)抗(kàng)電磁幹(gàn)擾能力強，阻力系數(shù)小。雙發生(shēng)體結(jié)構(gòu)，大幅度降低(dī)壓力損失(shī)，從而降低流體(tǐ)傳輸的能量消(xiāo)耗，具有節能效益。
(8)傳(chuán)感(gǎn)器無洩(xiè)漏，獨(dú)特的無腔封(fēng)裝工藝及恒(héng)定預應力結構(gòu)，無懼溫度劇暑(shǔ)，解決傳感器的靈敏(mǐn)度穩定性及壽命難(nán)題，将(jiāng)傳感器徹(chè)底焊死在探頭(tóu)中，從根源杜(dù)絕密封(fēng)問題，渦街傳感器采用“無膠封(fēng)裝”與“恒定預應力”技(jì)術，從(cóng)源頭(tóu)上解決渦(wō)街的一大(dà)問題。
(9)獨特的(de)雙傳感器結(jié)構基(jī)于幹擾信(xìn)号頻譜(pǔ)特(tè)征識(shí)别及抑制(zhì)的向好處(chù)理系統，免(miǎn)疫強度高達2g的(de)全向(xiàng)機械振動(dòng)幹擾(rǎo)。
7投運效果
将改造的流量(liàng)計投(tóu)用(yòng)後，效果改(gǎi)善明顯，環保(bǎo)、安全(quán)，免維(wéi)護，解(jiě)決應(yīng)儀表測量不正确(què)給工藝(yì)操作造成的影(yǐng)響，幫助工藝人(rén)員更(gèng)有效(xiào)地分(fèn)析流(liú)量(liàng)核算。此(cǐ)外，能及(jí)時反映工藝(yì)的消耗指(zhǐ)标(biāo)，大大減(jiǎn)少了(le)儀表操(cāo)作人員(yuán)的日常維(wéi)護量，提高(gāo)了儀(yí)表的(de)在線率，滿足生産長(zhǎng)周(zhōu)期(qī)穩定(dìng)運行。
8結語(yǔ)
加強企業節能降耗(hào)是一項非常系(xì)統的工程(chéng)，要想(xiǎng)将該項工(gōng)程做(zuò)好，就(jiù)必須(xū)做(zuò)好(hǎo)能源計量(liàng)儀表(biǎo)的改(gǎi)造工作。要對能源計量儀(yí)表改造在促進(jìn)企業(yè)節能降耗方面(miàn)的地位和作用有(yǒu)一個清晰的(de)認識，還要(yào)對(duì)加強能(néng)源計量儀(yí)表改造的(de)路徑(jìng)有一(yī)個科(kē)學的(de)把(bǎ)握。在化(huà)工企業實際的(de)生(shēng)産過程中，在(zài)線計量流量計(jì)在裝置(zhì)運行中(zhōng)充當着重(zhòng)要的(de)角色，流量儀表(biǎo)選擇是否合理(lǐ)對整(zhěng)個生産過(guò)程的(de)生産質量和效率(lǜ)影響極大。因(yīn)此，作(zuò)業專業的儀表技術(shù)人員，需要掌(zhǎng)握(wò)各種已(yǐ)有或新(xīn)型流量計的特(tè)性，進(jìn)而才能根據選擇(zé)實用的(de)流量計，将(jiāng)其使(shǐ)用的價值充分(fèn)發揮出(chū)來，來促(cù)進我國煤化工企業持續、健康(kāng)、快速、穩定發展(zhǎn)。
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