摘(zhāi)要:楔式流量(liang)計
在使用中(zhōng)相對于
孔闆(pǎn)流量計
來說(shuo),對于同一種(zhong)介質的靜壓(yā)損失要減小(xiao)較多,楔式流(liú)👄量計+
雙法蘭(lan)變送器
的檢(jian)測方式,省掉(diao)了引壓管的(de)鋪設,從而節(jiē)省了伴熱源(yuan)的鋪♌設和伴(ban)熱蒸汽的消(xiao)耗,對于裝置(zhì)整體能耗的(de)🔞降低有一📱定(ding)的提高。但在(zai)實際運用中(zhōng),若生搬硬套(tào)安裝規範，則(ze)有可能因取(qǔ)壓方式選取(qǔ)不适合工況(kuang)而導緻儀表(biǎo)示🐉值不準，如(rú)🚶介質是液态(tài)時,按照🈲規範(fan)取壓口安裝(zhuāng)在管線低部(bu)或水平45°以下(xia),楔塊與🔴取壓(yā)口一般保‼️持(chi)同側,也在管(guan)線的水平45°以(yǐ)下🧑🏽🤝🧑🏻部位,這樣(yang)當介質通過(guo)⭐時其内部包(bao)含的雜質顆(kē)粒便會因爲(wèi)楔塊的阻抑(yi),逐🔞漸在楔式(shì)流量計🌐底部(bù)内腔中沉澱(diàn),容易堵塞取(qǔ)壓口,導緻測(ce)量失真,因此(ci)現🌈場安裝一(yī)定要結合實(shi)際工況優化(hua)調整。
0引言.
楔(xiē)式流量計非(fēi)常适合測量(liang)黏稠、含顆粒(li)物的介.質,某(mou)煤化📱工企業(ye)油品加工裝(zhuāng)置的重柴油(you)和含蠟介🐕質(zhì)管線計量均(jun1)采用楔式流(liu)量計來測流(liú)量,但在開車(che)過程💯中經常(cháng)發生計量不(bú)準問題,嚴重(zhòng)時甚至DCS無指(zhi)示，導緻工藝(yì)人員無法監(jiān)控🐆,很大程度(du)影響對油🌈品(pin)質量的控🚶制(zhi)和産量調整(zheng)。作者通過對(duì)楔式流量計(ji)測量原理和(he)📧所測介質特(te)性進行分析(xī),發現取壓口(kou)的選擇對楔(xie)式流量計測(cè)量正确🐕率影(yǐng)響較大,并随(suí)之進行了優(you)化。
1楔式流量(liang)計
楔式流量(liang)計是20世紀80年(nian)代開始應用(yong)的一種新型(xíng)節流裝置♋。它(tā)具☁️有結構簡(jiǎn)單、堅固耐用(yong)、操作簡便、适(shì)用性強等特(tè)點,而且具有(yǒu)高的精度和(he)可靠性,特别(bié)适☂️用于高🐆黏(nian)度、低❓雷諾數(shù)流體;對于介(jiè)質清潔、或者(zhě)黏度高、腐蝕(shí)性的介質,以(yi)及蒸氣、料漿(jiang)、氣體/空氣等(děng)介質均能保(bao)持流量與差(chà)壓的平方根(gen)成正比的關(guan)系。介質黏度(dù)達到3000厘泊也(ye)不會影響楔(xiē)式流量計的(de)測量精度。以(yi)往使用的節(jiē)流裝置如孔(kong)闆、噴嘴和文(wen)丘裏管等,當(dāng)雷諾數小于(yu)10000以下時,流量(liang)與差壓平方(fāng)根就無法保(bǎo)持線性,而且(qie)随着雷諾數(shu)降低,正比關(guān)系的偏差會(huì)越來越🔞大,緻(zhì)使測量精度(du)受到🈚嚴重的(de)影響,而楔式(shì)流量計雷諾(nuo)數最低可達(da)300厘泊,在這樣(yang)極寬的範圍(wéi)内流量和差(cha)壓💁始終🔅成🈲正(zheng)比關系,流量(liang)系數呈線性(xing)狀态。因此楔(xie)式流量計與(yu)傳統流量計(jì)相比更适合(he)測量一些🔴黏(nian)稠和含雜質(zhì)較多的介質(zhì)流量,如油品(pin)裝置的蠟.石(shi)腦油、油漿、原(yuán)油，煤化工裝(zhuang)置的氣化黑(hei)水、灰水碳黑(hei)溶液以及兩(liang)相流體等。
1.1楔(xie)式流量計測(cè)量原理
楔式(shi)流量計是利(li)用帕努利原(yuán)理,将截面成(cheng)V形的楔塊放(fang)入工藝💰管道(dao)中而構成的(de)一種新型節(jiē)流裝置,通過(guo)楔塊産生差(chà)壓，當流體通(tong)過楔式流量(liàng)計時，由于楔(xiē)塊的節流㊙️作(zuo)用,在楔塊前(qian)、後側會産生(shēng)了一個😘與體(ti)積流量值成(cheng)平方關系的(de)差壓，該差壓(yā)正比于質量(liàng)或體積流量(liàng)。此差壓信号(hao)通過膜✌️盒傳(chuán)送到差壓變(bian)送器,差壓🈲變(bian)送器通過計(ji)算就會得出(chū)與差壓成平(ping)方關系的4~20mA信(xìn)号,經顯🔞示屏(píng)或DCS即可顯示(shi)出流量值。楔(xiē)塊--般安裝在(zài)管🛀道的上部(bù),它的圓滑頂(dǐng)角朝下🏃♀️,這樣(yang)有利🏃🏻于含懸(xuán)浮顆粒的液(ye)體或黏稠液(ye)體及髒污介(jiè)質順利通過(guò),不會在節流(liú)件上遊側産(chan)生滞流🔞。對同(tóng)一管徑,不同(tong)的楔比H/D(楔塊(kuai).開口高度H和(he)管道直✍️徑D之(zhi)比)可得到不(bu)同的典型流(liú)量範圍。楔式(shi)流量計⛷️工作(zuo)原理如圖1所(suo)示。
1.2楔式流量(liang)計特點
楔式(shì)流量計結構(gou)簡單、可靠、無(wú)可移動部件(jiàn)與易損部件(jian),耐磨性好,長(zhang)期運行精度(dù)高。經标定的(de)楔式流量計(ji)流量系數基(jī)本誤差在±0.05%以(yi)内,重複性好(hǎo)、穩定性好、可(ke)靠💃🏻性高、壽命(ming)長、成🐅本低及(ji)安裝維護方(fang)便;結構❓獨特(tè),無沉🈲積、不堵(dǔ)塞,适用範圍(wéi)廣,除應用于(yú)常規的氣體(ti)液體、蒸汽外(wai),特别适用于(yú)黏度高、混合(he)液易結晶、高(gāo)含塵氣體🏃♀️及(ji)含固體顆粒(li)液體、漿狀液(ye)體,如水煤漿(jiang)蠟、渣油油漿(jiang)、黑水、廢水等(deng)的流體測量(liang),具有自清🈲潔(jié)能力,無滞流(liú)區㊙️。
另外楔式(shi)流量計+雙法(fa)蘭變送器的(de)檢測方式，省(shěng)掉了引壓管(guǎn)的鋪設,從而(ér)節省了伴熱(re)源的鋪設和(hé)伴熱蒸汽的(de)消耗,楔式流(liu)量計的取壓(yā)接口可與表(biǎo)體和工藝🎯管(guan)線進行整體(ti)保溫,通過流(liu)體本身的熱(re)源保證楔式(shì)流量計冬季(jì)的防凍措施(shī),節省了裝置(zhi)的⭐蒸汽能源(yuan)消耗和冷凝(ning)水排放,對于(yu)裝置整體能(néng)耗🚩的降低有(you)一定的提高(gao)。
2油品加工介(jie)質
油品加工(gōng)裝置是以費(fei)托合成裝置(zhì)穩定重質油(yóu)和合格蠟低(dī)溫油洗單元(yuan)的油洗石腦(nǎo)油爲原料,在(zài)高溫高壓、氫(qīng)氣以及催👨❤️👨化(huà)劑的作用下(xià)進行烯烴飽(bǎo)和以及含氧(yang)化物的脫出(chu)反應,生産柴(chái)油組分、重柴(chái)油、粗石腦油(yóu)👈、尾油等産品(pin)。其中重❄️質油(yóu)的凝點30℃左右(you)、壓力2.7MPa、密度682kg/m3、溫(wēn)度125℃,重質油中(zhōng)有💯少量催化(huà)劑粉末;合格(gé)蠟的介質溫(wen)度180℃、壓👨❤️👨力0.6MPa、密度(dù)870~900kg/m3、凝點在57~63C;油洗(xǐ)石腦油的介(jie)質密度780~970kg/m3、壓力(li)🍉0.64MPa、溫度52℃、沸點20~160℃;尾(wei)油🔞的介質密(mi)度729kg/m3、溫度.210℃、壓力(li)0.5MPa;重柴📐油的介(jie)質密度636kg/m3、溫度(dù)266℃、壓力0.5MPa;柴油組(zǔ)分的介質密(mì)度720kg/m3、壓力0.5MPa;粗石(shí)腦油的介質(zhi)壓力1MPa、溫度30℃。
3原(yuan)因分析
根據(ju)對油品加工(gong)裝置介質和(hé)工況的綜合(he)分析，流量計(jì)不準的可能(neng)因素有4點:
1)重(zhong)質油/蠟中攜(xié)帶的少量催(cui)化劑固體顆(kē)粒，裝置長周(zhou)期運行一🈚段(duan)時間後,催化(hua)劑顆粒會逐(zhu)漸沉積到流(liu)量計的取壓(yā)口,從而堵塞(sāi)取壓口，造成(cheng)無法正常🏒檢(jian)測壓力,緻使(shǐ)🥵流量計測量(liang)失真;同時還(hai)會沖刷磨損(sǔn)楔塊,改變前(qián)後壓差,造成(chéng)測量不準[4]。
2)由(yóu)于重質油/蠟(là)的凝點較高(gāo),每次檢修後(hou)再次投運🔴時(shí)因管🆚道中的(de)重質油流速(sù)較慢,伴熱管(guan)線溫度較低(di)等因素,重質(zhì)🍓油經常有部(bu)分凝固的情(qíng)況發生，凝固(gù)塊經過取壓(yā)口時就🔞會堵(dǔ)塞取壓口或(huo)者将楔塊👨❤️👨包(bāo)裹,導緻流量(liàng)計無法準确(què)測🔱量。
3)由于介(jie)質中含有氫(qing)元素(氫離子(zǐ)),流量計的膜(mo)盒材質是不(bú)鏽鋼,膜盒長(zhang)時間與帶氫(qīng)介質接觸,帶(dài)氫介質會不(bu)斷稀釋出氫(qing)離子，氫離子(zǐ)會逐漸滲透(tou)到膜片背面(miàn),并在背後慢(màn)慢😄聚集成氫(qīng)氣,這些氫氣(qì)反向滲透速(su)度慢于整箱(xiang)速度,最終會(hui)把膜片鼓起(qi)導緻✂️遠傳密(mì)封件的報廢(fei)。
4)差壓取樣位(wèi)置有問題，也(ye)是最關鍵問(wèn)題,原始安裝(zhuāng)時按💰照《自💯動(dong)化儀表工程(cheng)施工及驗收(shou)規範》等通用(yong)㊙️性儀表安裝(zhuāng)規🏃🏻範進行安(an)裝,即測量氣(qi)體介質的取(qǔ)壓口在👣管道(dào)的㊙️水平45°以上(shàng)，測量液體介(jiè)質的取壓口(kou)在管道的水(shui)平45°以下,測量(liang)髒污介質的(de)取壓口在管(guǎn)道的中部位(wei)💔置。油品加工(gong)裝置的産品(pin)基本都是液(ye)🚶體,因此楔式(shi)流量計取壓(ya)口都☔在水平(ping)45°以下部🏃♂️位安(an)裝，但是因楔(xie)式流量計的(de)🌐楔塊在表體(ti)内腔分布不(bu)是🌐均勻的,取(qǔ)壓口一般都(dou)是按設計固(gu)定在楔塊焊(han)接處的前後(hòu)上方,測量液(yè)體時🈲,如果取(qu)壓口在管道(dào)✏️的水平45°以下(xia)，那麽楔塊也(ye)在管線的水(shuǐ)平45°以下,這樣(yàng)👨❤️👨會造成流體(tǐ)要從楔塊的(de)上方流過。這(zhè)種測量方式(shi)下流體内介(jiè)質雜質顆粒(lì)💚會因楔塊的(de)阻抑而逐漸(jiàn)⭐在楔式流🌈量(liang)計的下部表(biao)體内腔沉積(ji)，時🛀間久了就(jiù)有堵塞楔塊(kuài)前方取壓口(kou)的可能性,易(yì)造成流量計(jì)🎯測量失真。另(lìng)外,部分油品(pǐn)中本身就含(hán)有催化劑顆(kē)粒,因此容易(yi)堵塞,造成測(cè)量失真;部分(fen)油㊙️品雖然是(shì)液态,但.是輕(qing)質組分(如氫(qing)氣)很容易稀(xī)釋出氣體,會(huì)在取壓口聚(ju)集從而隔絕(jué)測量膜盒,同(tóng)樣會造成測(ce)量失真。
4優化(huà)方案
1)因重質(zhì)油和蠟中含(hán)有催化劑顆(ke)粒,且此催化(hua)劑顆粒🏃♀️無法(fa)‼️根本消除,長(zhang)期随着介質(zhi)流動對楔塊(kuai)有一-定的⁉️磨(mo)損，因此對楔(xiē)塊進行硬化(huà)處理，表面噴(pen)塗0.1~0.3mm厚的碳化(huà)鎢材料,将硬(yìng)度提高至HC55以(yi)上。
2)針對變送(sòng)器膜盒氫滲(shèn)問題,将所有(yǒu)含氫介質的(de)變送器膜盒(he)接液材質全(quan)部更換爲黃(huang)金膜片或金(jin)剛膜片,防止(zhi)氫離子滲透(tòu)進膜盒裏面(miàn),避免膜盒鼓(gǔ)包💋,消除變送(song)器零漂或者(zhe)假值問題;同(tong)時将矽油更(gèng)換🌂爲耐高溫(wēn)(-30~315℃)矽油,防止矽(xi)油受熱🌈膨脹(zhang)或蒸🌈發。
3)儀表(biǎo)伴熱與工藝(yi)伴熱分開,以(yi)便伴熱總站(zhan)單獨設♉立,懸(xuan)挂💃禁動牌,防(fang)止工藝人員(yuán)誤關伴熱,确(que)保.伴熱質量(liàng),并在根部閥(fá)處🈲增加帶溫(wen)控器的電伴(bàn)熱,确保裝置(zhì)異常情況🔆時(shí)伴熱不間斷(duan),防止蠟介質(zhi)凝固。
4)根據實(shí)際情況，選擇(zé)合适的取壓(yā)口，重質油和(he)合格蠟🎯等💋含(han)有少量催化(huà)劑的19台單對(duì)楔式流量計(jì)取壓口設⭕計(jì)之初爲👉斜向(xiàng)下取壓,運行(hang)時容易沉澱(diàn)雜物堵塞取(qǔ)壓口,嘗試向(xiang)上取壓,但是(shì)容易集氣,最(zui)終選取爲水(shui)平取壓;油洗(xǐ)石腦油和尾(wei)油、柴油等介(jie)質的❗24台雙對(dui)楔式流量計(jì)設計取壓口(kou)朝上,運行時(shi)經常集氣,維(wéi)護時✂️需要經(jing)常排氣,排氣(qì)存在介質外(wài)漏風✨險，外漏(lou)的介質滴到(dao)保溫棉易引(yǐn)起火災,最終(zhōng)選爲👌調向爲(wei)斜下45°取壓,确(que)保介質流過(guò)時能與膜盒(hé)充分接觸,保(bao)證測量的正(zheng)确率,排污時(shí)用桶接液防(fáng)止介質滴到(dào)可燃物上引(yǐn)起着火。
5)在取(qǔ)壓閥與雙法(fǎ)蘭連接部件(jian)之間設置排(pai)污洩壓(放空(kōng))閥,要🐅求儀表(biǎo)人員定期排(pai)污或排氣。排(pai)污閥出口再(zài)加一段帶🐆彎(wān)頭排污🐪管(防(fang)止噴濺),排污(wū)洩壓(放空)閥(fá)還☂️可以在流(liu)量計💔校準過(guò)程中保證正(zhèng)負雙法蘭之(zhi)間的受壓一(yi)-緻,确保校準(zhǔn)可靠,同時保(bao)證維修💃🏻人員(yuan)的安全🐅;另外(wài)若雙法蘭變(biàn)送器損✔️壞需(xu)要更換🏒,通過(guo)排污洩壓🐇閥(fá)門]能夠判斷(duan)取壓一次閥(fá)門❌]是否滲漏(lou)。
5優化效果
1)優(you)化前加氫減(jian)壓塔加熱爐(lu)8路進料流量(liàng)在2025年12月某-天(tiān)24h的測量折線(xiàn)圖如圖2所示(shì)。
2)優化後加氫(qīng)減壓塔加熱(re)爐8路進料流(liu)量在2025年12月某(mou)--天24h的測👨❤️👨量折(shé)線圖如圖3所(suo)示。
3)優化前由(yóu)于43台楔式流(liu)量計測量不(bu)穩定性,導緻(zhì)油㊙️品🐉加工裝(zhuang)置加氫、加氫(qing)裂化單元部(bù)分二級聯鎖(suo)及自動控制(zhì)回路無法投(tou)用，嚴重影響(xiang)工藝操作。通(tōng)過⚽一系列優(you)化措施的實(shí)🈲施,油品加工(gong)裝置的楔式(shi)流量計已經(jing)測量穩定,聯(lian)鎖及自動控(kòng)制回🏃路全部(bu)具備投用條(tiáo)件,有效保證(zheng)了工藝操作(zuo)和緊急狀态(tài)下的聯鎖可(kě)靠動作。
6結論(lùn).
楔式流量計(ji)在裝置運行(háng)中相對于孔(kong)闆流量計,.抗(kàng)髒污、可自清(qing)潔、運行精度(dù)高、差壓值穩(wěn)定、壓損小.量(liàng)程比寬、直管(guan)段要求小，能(néng)🚶♀️夠測量雙向(xiàng)流,性能好維(wei)護,維修工作(zuo)量大大減✏️少(shao),符合目前企(qǐ)業高效環.保(bao)節能的要🙇🏻求(qiu)。但是,任何測(cè)量儀表都不(bú)是萬能的,即(jí)使國家規範(fàn)🌈也不一定适(shi)合所有工況(kuang)，對于測量過(guò)✉️程出現的具(ju)體問題要根(gen)據實際情況(kuàng)針對性進行(hang)優化,因此當(dang)在裝置運行(háng)過程中發現(xian)測量儀表不(bu)準時，不可直(zhi)接否定某一(yī)類測量儀表(biǎo),應綜合考慮(lǜ)材質、取壓方(fang)式、介質成🈲分(fèn)、溫度和壓力(lì)等多方因素(sù),并借鑒類似(si)裝置使用經(jing)驗,進行改造(zào)優化，提高儀(yí)表适應.性,确(que)保計量正确(que)率。
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