摘(zhai)要：簡要介紹硫磺(huáng)回收裝置反應燃(rán)燒系統的基本工(gōng)藝原理💯,重點對多(duo)孔平衡流量計 結(jié)構、特點和工作原(yuan)理進行系統性闡(chǎn)述,并針對硫磺裝(zhuāng)置📐含氨酸性氣流(liú)量特點提出了針(zhen)對性的處理措施(shī)。長期穩定運行結(jie)果表明,平衡流量(liàng)計穩定準确測量(liàng)性能在提高硫磺(huang)回收硫産率的同(tong)時,爲滿足超清潔(jie)排放的⁉️苛刻要求(qiú)奠定了堅🐪實基礎(chǔ),對🛀實際生産具有(yǒu)一定的指導作用(yòng)。
0 引言
　　近年來,随着(zhe)人們對環保要求(qiu)的日益提高,,同時(shí)國家也制定了🤟更(gèng)爲嚴格的《GB31570-2015石油煉(liàn)制工業污染物排(pái)放标準》,該❤️标準🏃‍♂️規(gui)定了作爲人口密(mì)集區域的硫磺回(hui)收裝置的SO2排放值(zhi)必須控制不大于(yú)100mg/m3,硫磺回收裝置也(ye)由原先相對粗放(fang)性操作轉變爲精(jīng)細化調節。因此,隻(zhi)有采用更爲合理(li)♻️成熟的工藝,确保(bǎo)設備運🏃🏻‍♂️行正常,才(cái)能在🌈滿足新的環(huán)保排放要求的同(tong)🏃🏻‍♂️時,最大限度地💜保(bao)證硫回收率。作爲(wèi)硫磺回收裝置來(lai)說,酸性氣流量測(cè)量的㊙️準确性至關(guān)重要,它直接關系(xi)到整個裝㊙️置硫磺(huang)的轉化效率以及(ji)後路尾氣達标排(pái)放。因此,測量酸性(xìng)氣流量的儀表應(yīng)具備較高的♋可靠(kào)性、穩定🔆性和測量(liàng)精度。而傳統的 差(chà)壓流量計 以 孔闆(pan)流量計 和 楔形流(liú)量計 爲主流的測(ce)量儀表,由于其結(jié)構簡單、安裝技術(shù)成熟以及技術性(xìng)能穩定可靠,是目(mù)前國内測量流量(liang)選用❄️差壓式流量(liang)計的儀🆚表設備。但(dan)是,傳統式差壓🤟流(liu)量計也有其固有(you)的技術缺陷：對儀(yí)🔞表安裝位置的前(qián)後直管段有嚴格(gé)要求,至少要保證(zhèng)前10D～15D,後5D～10D（D爲儀表設備(bei)安裝的管道直徑(jing)）,儀表測量的精度(dù)比較低,永久壓力(lì)損失大和量程比(bi)太窄[1]。由于裝置現(xian)場各種因素,一般(ban)來講直管段都難(nan)以滿足要求,矛盾(dun)更加🌂突出的就是(shi)在大管徑的管道(dao)上安裝此類儀表(biǎo)😍設備。由于硫磺裝(zhuāng)置現場空間的局(jú)限性,造成原來直(zhi)管段無法滿足🚶要(yào)求,進而引起儀表(biǎo)測量的穩定性和(he)準确性👈不高,從而(er)造成🔞裝置的硫磺(huang)轉化效率不理想(xiang),甚至有時候造成(chéng)環保排放超标情(qing)況。因此🌈,涉及的硫(liu)🌏磺裝置酸性氣流(liú)量計🐆更新就🈚是根(gen)據現場前後直管(guan)段限制和流量計(ji)測量本體的安全(quán)性🈲要求選取了新(xīn)型的差壓流量測(cè)量儀表即多孔平(ping)🐉衡流量計,從🔴目前(qian)使用情況來看,多(duō)孔平🏃衡流量計😄徹(chè)底解決了酸性氣(qì)流量♈特别是含氨(an)酸性氣的測量問(wèn)題,爲裝置的平🏃‍♂️穩(wěn)生産和環保達标(biao)排放✉️提供有力的(de)技術支撐。
1 硫磺回(hui)收裝置反應燃燒(shāo)系統工藝原理
　　硫(liu)磺回收裝置的作(zuo)用就是對煉油過(guò)程中産生的含有(yǒu)H2S的酸性氣（清潔酸(suān)性氣、含氨酸性氣(qì)）,采用适當的工✉️藝(yì)方法回收硫磺,實(shi)現清潔生産,達到(dào)化害爲利,變廢爲(wei)寶,降低污染,保護(hu)環境的目的,并同(tong)時滿足産品質😄量(liang)要求,降低腐蝕,實(shi)現裝置長周期安(ān)全生産等諸多方(fāng)面要求[2]。國内大多(duo)數硫磺回收采用(yòng)常規克勞斯工👉藝(yi),常規克勞斯硫磺(huáng)回收工藝是由一(yī)個熱反應段和若(ruò)幹個催化反應段(duàn)組成。即含H2S的酸🏃🏻‍♂️性(xing)氣在反應燃燒爐(lu)内用空氣進行不(bu)完全燃燒,嚴格控(kong)制風量,使H2S燃燒後(hou)生成的SO2量滿足H2S/SO2分(fen)子比等于或接近(jìn)2,H2S和SO2在高💞溫下反🐉應(yīng)生成元素硫,生成(cheng)的元素硫經冷凝(níng)分離,達到回收的(de)目的。
主要工藝反(fan)應方程：
H2S +3/2O2→SO2 + H2O?? （1）
2H2S +SO2→3/2S2 + 2H2O （2）
2NH3 + 3/2O2→ 3H2O + N2 （3）
硫磺回收(shōu)酸性氣反應燃燒(shāo)爐的工藝流程如(rú)圖1所示🧡。

2　多孔平衡(heng)流量計原理及技(ji)術特點
　　多孔平衡(héng)流量計采用了國(guo)際先進的對稱多(duo)孔結構設計🔴,是目(mu)前先進的差壓式(shi)流量計。多孔平衡(heng)流👌量計除具有标(biao)👅準節流裝置簡單(dan)、可靠、安全、适用面(mian)廣等優點之外,還(hai)具有精度高、直管(guǎn)段要求低、量程比(bǐ)寬、永久壓損小等(děng)優點；同時還克服(fu)了标準節流裝置(zhì)的雜物滞留、堵塞(sāi)和邊緣易磨損、維(wei)護和檢定🏃🏻成本高(gāo)等缺點🈲。
2.1 多孔平衡(héng)流量計基本原理(lǐ)
　　多孔平衡流量計(jì)和其它差壓式流(liú)量計都是基于能(néng)♈量轉換的基本工(gong)作原理,也就是多(duō)孔平衡流量計是(shì)在标準孔闆流量(liang)計的技術基礎上(shang)發展演變而來的(de)一項新⚽型節流式(shi)流量計。像标準傳(chuán)統孔闆流量計一(yi)樣,多孔平衡流量(liang)計遵循流體力學(xue)定律和伯努利方(fāng)程,即在理想工作(zuò)狀态下🐕,流體在管(guǎn)道🧑🏾‍🤝‍🧑🏼中的流量和差(cha)壓的平方根呈😍線(xian)性關系,然後💞根據(jù)伯努利方程結合(he)測得的前後差壓(ya)值就可以得到流(liu)體在管道中的流(liu)💛量。通常而言,傳統(tǒng)标準的孔闆流量(liang)計采用單孔設計(ji)的節流📐模式,這樣(yàng)經過❓孔闆節流後(hòu)的流體流🔱場難以(yi)達到理想的平衡(heng)狀态[3]。然而,多孔平(ping)衡流量計結合了(le)🈲多孔整流器和标(biāo)準孔闆的測量原(yuán)理,多孔整流器在(zài)🏃🏻節流闆中心一個(gè)圓孔的基礎上,對(dui)稱分布數量不等(deng)的圓孔,這些圓孔(kong)的分布和尺寸是(shì)根據測試數據而(ér)特殊設計的,當😄介(jiè)質流過圓孔時,流(liú)☔體被平衡🐉調整,渦(wō)流被最小化,形成(chéng)近似理⛷️想流體,從(cong)而💚将傳統的差壓(ya)♌式流量計的優勢(shì)發揮到極緻狀态(tài),并通過取壓裝置(zhì)🧑🏽‍🤝‍🧑🏻和變送器,可獲得(de)穩定的差壓信号(hao),然後根據🍉伯努利(lì)方程🔞計算出流體(tǐ)流過管道的體積(ji)流量或質♋量流量(liàng)✊。而MBF系列多孔平衡(heng)流量計的流出系(xì)數、傳感器多孔孔(kong)✍️徑位置、形狀設計(ji)和開孔數量🐆通過(guò)獨特的👣研發數⭐據(ju)演算,并對各種工(gōng)況進行優化,使測(ce)量精度、重複性、量(liang)程比、永久壓損等(děng)綜合指标達到最(zui)佳,成爲目🚩前先進(jin)🧡的差壓式流量計(ji)。
2.2 多孔平衡流量計(ji)技術特點
　　測量範(fàn)圍寬：多孔平衡流(liú)量計采取對稱多(duo)孔設計的技術,突(tu)破标準節流裝置(zhì)的測量局限,可以(yi)根據流體介質的(de)特性進行靈活多(duo)變的結構設計。一(yi)般來說,多📧孔平衡(heng)流量計的量程比(bǐ)達到10:1,最高可達30:1的(de)🔞量程比,雷👨‍❤️‍👨諾數拓(tuo)寬🤞爲200～10000000,用在高流速(sù)度段節流特性更(gèng)佳。
　　短的直管段要(yao)求：由于能将流場(chǎng)快速整流成近似(sì)理想💃🏻體,所以多孔(kong)平衡流量計對管(guan)道的前後直管段(duàn)的要求🐆也大大降(jiàng)低。同其它傳統差(chà)壓流量計相🐉比,多(duo)孔平衡流☔量計的(de)前直管段要求爲(wei)0.5D～2D,後直管段🐆要求爲(wèi)0.5D～1D（見圖2）,從而使得現(xiàn)場安✌️裝位置的🧑🏽‍🤝‍🧑🏻選(xuǎn)定更加容易。因此(ci),多孔平衡流量計(jì)簡化了現場配管(guǎn)的難度,特别适合(he)大口徑管道的介(jie)質流體流量的測(ce)量☂️使用。

　　高精度(du)的測量性能：由于(yu)多孔平衡流量計(jì)采取對稱多孔設(she)計的技術,使通過(guo)圓孔後的流體的(de)流場達到平衡,降(jiàng)低了孔闆流量計(ji)的渦流、振動和信(xin)号💋噪聲的缺點,從(cóng)而能基本消除單(dān)孔節流原件帶來(lai)的死區效應,降低(di)了取壓區域渦流(liu),也提高了取壓😍點(dian)的差壓信😄号信噪(zào)比,從而也大大提(tí)高了流場穩😄定性(xìng),傳感器檢測精度(dù)也提高了數倍；多(duo)孔平衡流量計的(de)線性度達到傳統(tong)孔闆流量計的10倍(bèi)以上,多孔平衡流(liú)量計經實際流量(liang)标定,儀表的測量(liàng)精度可達到0.3%～0.5%精度(du)等級,完全滿足煉(liàn)油裝置苛刻生産(chan)工況的介質流量(liang)測量需求🛀🏻。
　　永久性(xing)壓損少：多孔平衡(héng)流量計采取對稱(cheng)多孔設計的🐕技術(shu),結構設計無死區(qū)效應,這種設計減(jiǎn)少了紊流剪切力(li)和渦流的形成,在(zai)相同的差壓值情(qíng)況下,多孔平衡流(liú)量計能将标準孔(kong)闆流量計因死區(qu)渦流帶來🥰永久壓(ya)損💋降低2～3倍,可以大(da)量節省裝置運行(háng)過程中的流體輸(shū)送能源（見圖3）。

　　雙向(xiang)流量檢測功能：多(duo)孔平衡流量計結(jie)構上采用雙向直(zhi)孔的🐆設計技術,左(zuǒ)右完全對稱結構(gou),可方便測量雙向(xiàng)流（見圖4）。并且節流(liú)件厚度突破了标(biāo)準孔闆的限制,比(bi)标🈲準孔闆結構更(gèng)安全,使用壽命更(gèng)長,還可以進行氣(qi)液兩相、漿料、含少(shao)量固體顆粒介質(zhì)的測量。

　　高穩定性能(neng)：多孔平衡流量計(jì)采取對稱多孔設(shè)計的技術,使通過(guo)圓孔後的流體的(de)流場達到平衡,平(ping)衡後🏃‍♂️的流場大幅(fu)度降低了流體介(jiè)質與節流原件的(de)直接摩擦。因此,流(liu)體🆚介質在通過圓(yuán)孔節流後下🤞遊形(xing)成的渦流小,從👄而(ér)信号穩🔞定性好。相(xiang)比于多孔平衡流(liu)量計,其它類型的(de)标準差壓式⭐節流(liu)儀表在節流件後(hòu)形成的渦流較長(zhǎng),容易産生高幅和(he)低頻波動信号幹(gàn)擾,這🥰些幹擾🔞信号(hào)會對節流原件的(de)差壓變送器的測(ce)量值💋造成幹擾。
　　自(zì)清潔、耐髒污介質(zhì)：多孔平衡流量計(jì)采取對稱多孔設(shè)計的技術原理,這(zhè)種平衡設計減少(shao)了紊流剪切力和(hé)渦流的❗形成,從而(ér)大大降低了滞留(liu)死區的現象,保證(zheng)髒污介質可以順(shun)利通過多個孔,減(jiǎn)小了流體孔被堵(du)塞的機會。因此,多(duo)孔平衡流量計基(ji)本❤️上無需任何維(wei)護,就可以保持高(gāo)精度😍的測量效果(guǒ),而傳統标準孔闆(pan)流量計則需要定(ding)期維護清洗的繁(fán)重工作量。
　　經濟節(jiē)能：多孔平衡流量(liang)計由于具有較高(gao)的測量精度,所以(yi)可作爲貿易計量(liàng)結算使用,從而節(jie)約了因計量不準(zhun)确而造成的👌貿易(yi)結算損失；多孔平(píng)衡🤩流量計♉的永久(jiu)性壓損小。因此,就(jiù)節約了流體介質(zhi)在輸送過♻️程中的(de)能量損失,從而也(yě)就降低了成本💯；前(qian)後管道的直管段(duan)長度🔞要求比較短(duan),也就節省了👨‍❤️‍👨工藝(yi)管道材❓料和施工(gōng)費用；長期穩定性(xìng)運行,無邊緣磨損(sun),延長了檢💁定周期(qi),節約了檢定費用(yong)。
3　多孔平衡流量計(ji)在酸性氣測量中(zhōng)的應用
　　酸性氣流(liu)量測量的準确性(xing)對硫磺回收裝置(zhì)至關重要,它直接(jiē)📞關系到整個裝置(zhi)硫磺的轉化效率(lǜ)以及後路尾氣達(dá)标排放。但是,在實(shí)際應用中,對酸性(xing)🔴氣（特别是含氨酸(suan)性氣🌐）的流量⭐測量(liàng)始終是硫磺裝置(zhi)的難點🔴問題。由于(yú)含氨酸性氣的工(gong)藝🐇組分的特殊性(xing),H2S組分僅占到總量(liang)的三分之一不到(dao),剩下的三分之二(èr)主要是水汽、氨氣(qi)以及少量的氫烴(ting)類物質組分,并且(qiě)NH3在接近85℃有水分存(cún)在的情況下,極容(rong)易形成铵鹽結晶(jing)。常規标準孔闆流(liú)量計對含氨酸性(xìng)氣進行測量👄時,孔(kǒng)闆節流⭕孔對含氨(an)酸性氣進行阻攔(lan),極易在孔闆節流(liú)孔中心産生铵鹽(yan)集結現象；并且,含(han)氨酸性氣在管道(dào)壁由🈲于受到管道(dào)阻力的影響,流體(tǐ)介質在靠近管壁(bi)附🈲近流速🆚減慢,這(zhe)樣也極易✉️形成铵(an)鹽⭕集結現象,從而(er),孔闆流⭐量計🥵的正(zheng)取壓口附近産生(shēng)的铵鹽就會對取(qǔ)壓信号形成幹擾(rao),含氨♻️酸性氣流過(guò)節流孔後,産生的(de)渦流也向管壁作(zuo)波動性發散,也會(hui)對孔闆流量計的(de)負取壓⛹🏻‍♀️口信号産(chǎn)生幹擾。因此🐅,孔闆(pǎn)流量計❌的測量精(jing)度也就💃🏻會大打⁉️折(she)扣。而多孔平衡流(liu)量計采用多孔對(dui)💞稱設計技術,使得(de)含氨酸性氣能夠(gou)順利通過節流孔(kǒng)流過,從而避免了(le)铵鹽集結的可能(neng)性,铵鹽無法集結(jié)也就對多孔平衡(heng)流量計取壓信号(hao)的幹擾大大降🈲低(di),也提高了酸性氣(qi)流量測量的精度(dù)。

　　含氨酸性氣測(ce)量所采用多孔平(píng)衡流量計的正負(fù)取☁️壓口都是DN25的法(fǎ)蘭連接形式,一旦(dàn)引壓管線出現♈故(gu)障,可以直接和測(cè)💃量本♉體部分隔離(lí)開來,并且上端的(de)引壓管線也采用(yong)特定傾斜自流角(jiao)度設計理念,即使(shi)含氨酸性氣存在(zài)氣液兩相情況下(xia)也不會✌️聚集,再加(jia)上多孔平衡流♈量(liàng)計測量部分本體(ti)以及引壓管線都(dou)用蒸汽伴熱形式(shì),從而保證含氨酸(suan)性氣一直保持在(zai)氣相狀态,含氨酸(suan)性氣也就無法形(xíng)🍉成🏃‍♀️铵鹽結晶的可(kě)能⛱️性。另外,爲了便(biàn)于日✍️後維護方便(bian)和人員的安全性(xing)出🈲發,在多孔平衡(héng)流量計👌的正♻️負引(yǐn)壓管線上設🔴置有(yǒu)三🔞通,一路爲引壓(yā)管線,一路🙇🏻爲日常(cháng)吹掃維護管線,這(zhe)樣設計既有利于(yú)儀表日常維護,也(yě)不影響裝置日常(chang)正🐕常生産。最後,也(ye)是最關鍵的一個(ge)決定性因素,就是(shi)含氨酸性氣流量(liang)測量的流量計的(de)前後直管段受現(xiàn)場場地的限制,原(yuán)💘設計的前後直管(guǎn)段相當短（前5D,後2D）,再(zài)加上當初含氨酸(suan)性氣流量💛測量選(xuǎn)用的是 V 錐流量計(jì) ,而由于V錐流量計(ji)先天設計缺陷,測(ce)量本體的錐體容(róng)易脫落,存在很大(da)的安全風險。因此(ci),對含氨酸性氣流(liu)量測量的V錐流💚量(liang)計🌈進行更新,就必(bi)須考慮前後直管(guan)🐉段限制和流量計(jì)測量本體的安全(quan)性,經過綜合性技(jì)術分析和😍安全評(píng)估,更新含氨酸性(xing)氣流✨量測量的V錐(zhui)流量計進行✌️重新(xin)選型,最終決定選(xuǎn)用多孔平衡流量(liàng)計,多孔平衡流✍️量(liàng)計的技術特點既(jì)滿足流量計前後(hòu)直管段限制,又能(neng)确保流量計測量(liàng)♉本體的安全性,還(hai)能滿足新的環保(bao)排🤞放标準對硫磺(huang)裝置🐪含氨酸性氣(qì)流量測量的可靠(kao)性、穩定性和測量(liang)精度的苛刻性能(neng)要求。
4 結束語
　　酸性(xìng)氣流量測量的準(zhun)确性,特别是含氨(ān)酸性氣的流量準(zhǔn)确測量對硫磺回(hui)收裝置至關重要(yao),它直接關系到整(zheng)個裝置硫磺的轉(zhuan)化效率以及後路(lù)尾氣達标排放。正(zhèng)是基于含氨酸性(xìng)☎️氣的工藝特性以(yi)及現場對儀表設(shè)備的特殊要求,采(cǎi)用了多孔平衡流(liú)量計,徹底解決了(le)硫磺裝置含氨酸(suan)性氣流量難以準(zhǔn)确測量的難點。通(tong)過一年多的實踐(jiàn)證明,硫磺回收裝(zhuāng)置反🚩應燃燒爐在(zài)采用合理成熟的(de)工藝流程,并結合(hé)含氨酸性氣流量(liang)的穩定準确性測(cè)量數值作保障,裝(zhuang)置硫磺的轉化效(xiào)率得到了大大地(dì)提升,同時裝置尾(wěi)氣也㊙️能夠長期保(bǎo)持穩定的達标排(pai)放。

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