摘要：流量儀表(biǎo)是現代生産過程(chéng)中計量重要的手(shou)段，同時它💰也🛀🏻是保(bǎo)證産品質量，安全(quan)生産和平穩運行(háng)的重要途徑，随着(zhe)智能化的産業不(bú)斷發展，各個企業(ye)對其計量要求也(yě)是越來越高，沒有(you)一套完整的體系(xi)難以生存。當下對(dui)
高壓插入式渦街(jie)流量計
的使用在(zài)逐步擴大。文章以(yǐ)煤化工企業爲研(yan)究，對其計量儀表(biǎo)更新問題作了如(rú)下的闡述，結合現(xian)場🐅實際工況，叙述(shu)了能👅源化工企業(ye)變換裝置入口粗(cū)煤氣流量計
應用(yòng)過程中所存在問(wèn)題及改進辦法，成(chéng)功解決了影🌈響裝(zhuāng)置流量計量的問(wen)題。
0引言
近些年,随(sui)着我國工業的迅(xun)猛發展,對于煤化(huà)工而言,流量儀表(biao)是煤化工生産過(guò)程的重要指标之(zhī)一。流量計量☁️貫穿(chuān)于全過程中，任何(hé)一個環節都離不(bú)開流量計量。在現(xian)實中,操作工靠着(zhe)這些關鍵參數對(dui)生産流程進行監(jiān)✔️測和控制㊙️,并實現(xian)生産工藝控制的(de)自動化🤟。這對提高(gao)化工産品的産量(liang)和質量,保障生産(chǎn)安全，改進工藝操(cāo)作,改善工藝生産(chǎn)條💋件等方面都有(yǒu)着非常重要的意(yì)義。同時,流量計量(liàng)也是企業經濟核(he)算的重要依據,流(liu)量計量正确可靠(kào)是保證企業生産(chǎn)率進行🏃，保證經濟(jì)效益的重要手段(duàn)之一。隻有确保流(liu)🐆量測量數據的科(kē)學與正确,才能實(shi)現企業管理工作(zuo)的高效和實效,加(jia)強裝置進出口流(liú)量計儀表的改造(zao),不僅有利于促進(jin)企業的節能降耗(hao),而且有利于企業(yè)的可持續發展,從(cong)而有效提高生産(chan)效率♊。
1裝置簡介.
1.1氣(qì)化變換裝置
變換(huan)裝置特點是高溫(wen)、高壓、易燃、易爆、易(yì)腐蝕、有毒有害;工(gong)藝特點是高CO.低水(shui)氣比、含塵含油的(de)工藝氣。變換裝置(zhì)處理來自氣化裝(zhuang)置3.9MPa、175℃、176400Nm3/h粗煤氣,粗煤氣(qi)進入🚶♀️洗滌分離塔(ta)洗滌分離掉粗煤(mei)氣中的液滴、焦油(yóu)、煤塵等雜質後,進(jìn)入到氣氣換熱器(qi)管程,與殼程來自(zì)第二變換爐的變(biàn)換氣換熱。換熱後(hou)的✍️粗煤氣經煤氣(qi)過濾器進一步脫(tuo)除煤氣中的焦油(you)、灰塵後,進入到第(dì)一變換爐進行變(bian)換反應,該反應爲(wei)強放熱反⛹🏻♀️應。第一(yī)變換爐出口變換(huan)氣經第一淬冷⛹🏻♀️增(zeng)濕器進行增濕、降(jiàng)溫後進入到第二(er)變換爐進行變換(huan)反應♈。反應後的變(biàn)換氣☔通過氣氣換(huan)熱器的殼程換熱(re).後,依次進入第二(er)淬冷增濕器、第三(sān)變換爐、第三淬冷(lěng)增濕👌器、第四變換(huan)爐;出第四變換爐(lu)的變換氣,逐級進(jin)入淬冷水預熱器(qì)、洗滌水預熱🔴器、鍋(guo)爐給水預熱器、脫(tuo)鹽水預熱🍉器、最終(zhong)冷卻器的管程,變(biàn)換氣洗❗滌降溫至(zhi)40C。經冷卻裝置餘熱(rè)回收,生成274000Nm3/h,生成變(bian)換氣送🥵至低溫甲(jia)醇洗工段。
來自氣(qì)化裝置的粗煤氣(qi)組分主要成分是(shì)CO、H2、CH4、CO2、水蒸汽、粗🏒焦油、油(yóu)類㊙️和輕烴類氣體(tǐ)。
1.2低溫甲醇洗裝置(zhi)
低溫甲醇洗裝置(zhì)是中某化工公司(sī)年産100萬噸合成氨(an)項目主流程裝置(zhì)。來自變換裝置的(de)含飽和态水蒸氣(qi)的變換氣溫度🔆40℃、壓(yā)力3.4MPa(G)、流量274048Nm3/h進入甲醇(chún)洗裝置變換氣(單(dān)系列),裝🔆置按兩系(xi)列并列配置分别(bié)爲低溫甲醇洗一(yi)系列及二系列。低(dī)溫甲醇洗的主要(yào)任務💃🏻是脫除變換(huàn)氣中CO2.H2S、COS及石腦油(粗(cū)苯)等雜質,爲液氮(dàn)洗裝置提供合格(gé)的淨化氣;同時回(huí)收石腦油(粗苯)和(he)部分CO2,爲硫回收裝(zhuāng)置提供富含H2S的酸(suān)性氣,爲尿素裝🙇🏻置(zhì)🥵提供高純度的CO2産(chan)🏃🏻♂️品氣,爲VOCs裝置提供(gong)含有微量烴類的(de)尾氣。本裝置包含(han)㊙️如下幾個系統:變(bian)換氣冷卻系統、預(yù)洗和H2S/CO2吸收系統、甲(jia)醇閃蒸系統、熱再(zai)生系統、預洗甲醇(chún)再生系統、尾氣水(shuǐ)洗及貯槽系統。
2組(zu)分參數介紹
2.1變換(huan)粗煤氣主要成分(fen)
粗煤氣組分含量(liang)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(0.13%)、酚(0.02%);壓力:3.9MPa,溫(wēn)度:175℃,操作密度:22.1kg/m3,流量(liàng):176400Nm3/h。
2.2低溫甲醇洗變換(huàn)氣組分參數
變換(huan)氣組分含量(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(li)3.4MPa，溫度40℃，流量：274048Nm3/h。
3變換裝(zhuāng)置入口和低溫甲(jiǎ)醇洗入口流量計(jì)在裝置運行中的(de)重要性
變換裝置(zhi)入口和低溫甲醇(chún)洗入口流量計在(zai)裝置運行中充🥰當(dang)着重要的角色，兩(liang)套變換及低溫甲(jia)醇洗裝置，每🧑🏽🤝🧑🏻套系(xì)列入口各設有一(yī)台流量計，變換入(rù)口流量計量程0～320000Nm3/h，低(dī)溫甲醇洗入口流(liu)量計量程0～350000Nm3/h，主要是(shi)對變換入口粗煤(méi)氣和低溫❓甲醇洗(xǐ)入口的淨化氣流(liú)量進行連續測量(liàng)，操作工靠着這些(xie)參數對生産流程(chéng)進行監督和控制(zhì)，并實現生産流程(chéng)的自動🙇♀️化，改進操(cāo)作工藝；改善生🚶産(chan)條件；利用流量計(ji)來體⚽現裝置的負(fu)荷，根據負荷調整(zheng)工藝指🙇♀️标，确保裝(zhuang)置出口工藝指标(biāo)合格，對工藝操作(zuò)進行及時的👈指導(dǎo)🈲和流量核算。同時(shi)☂️對氣化爐的産氣(qi)量和變換、低溫甲(jiǎ)醇洗入口氣量是(shi)否平衡🙇🏻，其流量計(ji)測量指示的正确(que)與否，将直接影響(xiang)下遊工⭐藝✔️負荷的(de)調整。
流量計量是(shi)氣化與變換、低溫(wen)甲醇洗裝置經濟(ji)核算的重要💃依據(ju)，計量流量計的正(zheng)确可靠是保證一(yi)個企業生産經濟(ji)效益的重要手段(duàn)之一。
4原流量計運(yùn)行情況及存在問(wèn)題
(1)變換原流量計(ji)測量原理：壓差流(liu)量計主要由測量(liàng)元件、差壓變送器(qi)構成，其工作原理(lǐ)是利用能量守🏃♂️恒(héng)定律得☂️出的流量(liang)測定結果。流經管(guǎn)内節流件時，由于(yú)節流件的流通截(jié)面比管道截面✂️小(xiǎo)，流束形成局部收(shōu)縮，在壓頭作用下(xia)，流體加速，動能增(zeng)加，勢能下降導緻(zhì)靜👌壓下降，在節流(liu)前後形成壓力差(cha)。并通☂️過測量流體(tǐ)壓力差來實現流(liú)量的測量。
原變換(huàn)裝置入口流量計(jì)，采用文丘裏節流(liú)裝置，取壓根部閥(fá)爲DN15，在運行過程中(zhong)，由于取壓口爲導(dǎo)壓管取壓㊙️，取壓流(liú)速降低，由于粗煤(mei)氣中含有NH3，H2O和CO2這三(sān)種物質，當粗煤氣(qi)溫度較低的溫度(du)會産🏃🏻♂️生碳氨結晶(jing)，導緻取樣管線堵(du)塞，産生壓差偏離(li)現象。
再加上煤焦(jiao)油以及粉末顆粒(lì)狀物體，在生産使(shi)用♋測🐆量中，極⁉️易出(chū)現儀表導壓管堵(du)塞問題。在冬季高(gao)凝固點介質環🎯境(jìng)中，還會出現凍堵(du)問題，從而影響儀(yi)表的正确測量，在(zài)極端條件下甚至(zhì)會導緻差壓變送(song)器膜盒損壞現象(xiàng)。導壓管📧增加了蒸(zheng)汽伴熱後也得不(bu)到根🈲本性解決，導(dao)壓管内部會積留(liu)油污及粉塵，容易(yi)導緻🎯儀表測量誤(wù)差㊙️偏大的問題，不(bu)利于✌️生産工藝⛱️操(cao)作和儀表的✌️連續(xu)長周期穩定運行(hang)。
定期進行排污，變(biàn)成了常态化作業(yè)，儀表維護及保養(yang)工作量大🈲。排污閥(fa)長期開關又導緻(zhi)内漏，不僅損⭐耗有(yǒu)所增加，而且環境(jìng)也遭到的污染，存(cún)在較大的安全隐(yǐn)患同時也給工⛹🏻♀️藝(yì)操作指标和流量(liàng)核算帶來影響。
這(zhè)存在的缺點不是(shi)偶然的，而與本身(shēn)固有的使用條件(jiàn)和測量結構、檢測(cè)原理有着密切的(de)關聯。在實際中這(zhe)些問題和缺點根(gēn)本無法通過具體(tǐ)的操作來避免。因(yin)此，針對流量計存(cun)在的問題進行技(ji)術改造。
(2)低溫甲醇(chun)洗原流量計測量(liang)原理：在測量管(儀(yi)表表體)中心🔴同軸(zhou)放置一圓形靶闆(pǎn)，當流體沖擊靶闆(pǎn)時，靶闆上受到一(yī)個力，它與流速，密(mì)度和靶闆受力面(miàn)😄積之間的關系✂️成(cheng)正比。經力轉換器(qi)轉變成電信号或(huò)氣壓信号輸出，輸(shū)出信号與流量的(de)關系就可求👣出。它(tā)由測量裝置力轉(zhuǎn)換器和信号處理(li)變送顯示💋幾部分(fen)組成。測量裝置包(bāo)括靶闆、傳感器和(hé)測量管，力轉換器(qì)爲應變計式傳感(gan)器，信号處理爲标(biao)準4～20mA信号傳回DCS顯示(shì)。
目前低溫甲醇洗(xi)裝置靶式流量計(ji)實際運行情況，由(yóu)于淨化氣壓力高(gāo)，流速快，靶杆長時(shí)間受力，導緻傳感(gǎn)器變形，系統停車(che)無流量後儀表仍(réng)然有指示，零點漂(piāo)移。
更換靶杆靶片(piàn)後運行一段時間(jiān)之後，仍然出現傳(chuán)感器✏️變👣形🛀、脫📱落現(xian)象，指示誤差大，流(liu)量計在線不具備(bèi)維修條件，隻能利(lì)用系⁉️統停車機會(huì)進行檢修，更工藝(yi)操⚽作指标和流量(liàng)核算造成影響。
對(duì)此讨論，在保證不(bú)改變工藝管道的(de)前提下，通過改造(zao)流量‼️計的結構、材(cái)質、改變測量方式(shì)，來解決以上問題(ti)，達到長周期穩定(ding)運行，使得流量計(ji)測量正确，滿足㊙️工(gong)藝要求。
5流量計改(gǎi)造方案
(1)綜上所述(shù)現象，分析其原因(yīn)，并且保證不改變(bian)工藝管道走📐向🈲及(ji)管口規格，法蘭标(biāo)準及等級、法蘭短(duǎn)管長度、法蘭尺寸(cùn)密封面、儀表測量(liàng)範圍不改變的前(qian)⛹🏻♀️提下，根據現場原(yuan)直管段情況，對儀(yí)表測量原理進行(hang)改造，采用管道插(chā)入式渦街流量計(jì)進✌️行測量。
(2)采用抗(kàng)振型管道插入式(shi)渦街流量計，流量(liang)計法蘭短管與原(yuán)流量計長度一緻(zhì)，即不改變工藝管(guan)道走向、法蘭标準(zhun)及等級、法蘭尺寸(cùn)密封面、儀表測量(liàng)範圍，同時也滿足(zú)插入式渦街流量(liang)計直管段要求。
(3)通(tōng)過改造流量計的(de)測量結構、材質，改(gǎi)變測量原理🐅的形(xing)💚式，來解決以上問(wen)題，使流量計運行(háng)穩定，測量正确💛，滿(man)足工藝要求。改造(zao)後解決應儀表測(ce)量不正⛹🏻♀️确給工🔞藝(yì)操作造成的🔞影響(xiǎng)，能💃🏻及時反映工藝(yì)的消耗指标。滿足(zu)生産長周期穩定(ding)運行。
流量計結構(gou)圖，渦街發生體構(gou)造圖，如圖1所示。
6雙(shuāng)渦街發生體插入(rù)式渦街流量計測(cè)量原理及特點
- 插(chā)入式渦街流量計(ji) 即将一個小口徑(jing)管道式渦街至于(yú)整個大管道的中(zhōng)🌈心位置(大緻)，測得(de)大管道中心流速(su)，再通過算法(按國(guo)際标準化組織IS07145《在(zai)環形截面封閉管(guǎn)道中的流體流量(liang)測定—在截面一點(diǎn)的速🥰度測量法》)得(dé)出整條管道平均(jun)流速。
- 線路抗振采用(yong)的是頻譜抑制動(dong)态跟蹤降噪，可實(shí)現10～20倍的幹擾衰減(jiǎn)。
(4)采用抗振型渦街(jiē)流量計，雙渦街發(fā)生體的構造。使得(de)渦🤞街流量💋計具備(bei)強大的整流效果(guǒ)，可以有效消♍除直(zhi)管段不足，流場😄畸(ji)變💋帶來的影響。内(nèi)置的菱形“前發聲(shēng)體”産生渦街特需(xu)的左右對稱流場(chǎng)分布，并消除上遊(you)旋渦的影響。
(5)抗黏(nián)附性能好，塗了特(te)氟龍的抗污型渦(wo)街，适用于焦爐煤(mei)氣、高爐煤氣。
(6)耐髒(zang)污能力強，傳感器(qi)無任何用于或影(yǐng)響流量檢測的傳(chuan)導🔅孔、縫結構。徹底(di)解決了碳氨結晶(jing)，煤焦油、塵堵塞問(wen)題。
(7)抗電磁幹擾能(néng)力強，阻力系數小(xiao)。雙發生體結構，大(dà)幅度降低壓力損(sun)失，從而降低流體(ti)傳輸的能量消耗(hao)，具有節⛷️能效益。
(8)傳(chuán)感器無洩漏，獨特(tè)的無腔封裝工藝(yi)及恒定預應😄力結(jie)🈲構，無懼溫度劇暑(shǔ)，解決傳感器的靈(ling)敏度穩定性及壽(shòu)命難題，将傳感器(qi)徹底焊死在探頭(tóu)中，從根🔞源杜絕密(mì)封問題，渦街傳感(gan)器采用“無膠封裝(zhuang)”與“恒定預應力”技(jì)術，從源頭上解決(jué)🥵渦街的一大問題(ti)。
(9)獨特的雙傳感器(qì)結構基于幹擾信(xin)号頻譜特征識别(bié)及❤️抑☀️制的向好處(chu)理系統，免疫強度(dù)高達2g的全向機械(xie)振動幹擾。
7投運效(xiao)果
将改造的流量(liàng)計投用後，效果改(gǎi)善明顯，環保、安全(quán)，免維護，解決應儀(yí)表測量不正确給(gei)工藝操作造成的(de)影響，幫助工💁藝人(ren)🌏員更有效地分析(xi)流量核算。此外，能(néng)及時反映工藝的(de)消耗指标，大大減(jian)少了儀表操作人(rén)員㊙️的日常維護量(liang)，提高了儀表的在(zai)線率，滿♻️足生産長(zhǎng)周期穩定運行。
8結(jié)語
加強企業節能(neng)降耗是一項非常(chang)系統的工程，要想(xiǎng)将該項工程做好(hǎo)，就必須做好能源(yuán)計量儀表的改造(zào)工作。要對能源計(ji)量儀表改造在促(cù)進企業節能👨❤️👨降耗(hào)方面的地位和作(zuo)用有一個清晰的(de)認識，還要對加強(qiáng)能源計量儀💰表改(gǎi)造的⛷️路徑有一個(ge)科學的把握。在化(hua)工企業實際的💃生(sheng)産過程中，在線計(ji)量流量計在裝置(zhì)‼️運行中充當着重(zhòng)要的角色，流量儀(yí)表選擇是否合理(li)對整個生産過程(chéng)的生産質量和效(xiào)率影響極大。因此(ci)，作❤️業專業的儀表(biao)技術㊙️人員，需要掌(zhǎng)握各種已有或新(xīn)型流量計🔅的特性(xing)，進而才能根♋據選(xuǎn)擇實用的流🧑🏾🤝🧑🏼量計(jì)，将其使用的價值(zhi)😘充分發揮❓出來，來(lái)促進我國煤化工(gōng)企業持續、健康、快(kuài)速、穩定發展🧑🏽🤝🧑🏻。
本文(wén)來源于網絡,如有(you)侵權聯系即删除(chú)！