摘要:楔式(shi)流量計 在(zai)使用中相(xiang)對于 孔闆(pan)流量計 來(lai)說,對于同(tong)一種介質(zhi)的靜壓損(sun)失要減小(xiao)較多,楔式(shi)🏃‍♀️流量計+ 雙(shuang)法蘭變送(song)器 的檢測(ce)方式,省掉(diao)了引壓管(guan)的鋪設,從(cong)而節省了(le)伴熱源的(de)鋪設🔞和伴(ban)熱蒸汽的(de)消耗,對于(yu)裝置整體(ti)能⭕耗的降(jiang)低有一定(ding)的🈲提高。但(dan)在實際運(yun)用中,若生(sheng)搬硬套安(an)🧑🏽‍🤝‍🧑🏻裝規範，則(ze)有可能因(yin)取壓方式(shi)選取不适(shi)合工況而(er)導緻儀表(biao)示值不準(zhun)，如介質是(shi)液态時,按(an)照規範取(qu)壓口☀️安裝(zhuang)在管線低(di)部或水平(ping)45°以下,楔塊(kuai)與取壓口(kou)一般😍保持(chi)同側,也在(zai)管🚩線的水(shui)平45°以下部(bu)位♊,這樣當(dang)介質通過(guo)🍉時其内🙇🏻部(bu)包含的雜(za)質顆粒便(bian)會因爲楔(xie)塊的阻抑(yi),逐漸在楔(xie)式流量計(ji)底部内腔(qiang)中沉澱,容(rong)易堵塞取(qu)壓口,導緻(zhi)測量失真(zhen),因此現場(chang)安🔆裝一定(ding)要結合實(shi)際工況優(you)化調整。
0引(yin)言.
　　楔式流(liu)量計非常(chang)适合測量(liang)黏稠、含顆(ke)粒物的介(jie).質♉,某煤化(hua)工企業油(you)品加工裝(zhuang)置的重柴(chai)油和含蠟(la)介質管線(xian)計量均采(cai)用楔式流(liu)量計來測(ce)流量,但在(zai)開車過程(cheng)中經常發(fa)生計量不(bu)準🛀問題,嚴(yan)重時甚至(zhi)DCS無🛀🏻指示，導(dao)緻㊙️工藝人(ren)員無法監(jian)控,很大程(cheng)度影響對(dui)油💃🏻品質量(liang)的控制和(he)産量調整(zheng)。作者通過(guo)對楔式流(liu)量👄計測量(liang)原理和所(suo)測介質特(te)性進行分(fen)析,發現✍️取(qu)壓口的選(xuan)擇對楔式(shi)流量計測(ce)量正确率(lü)影響較大(da),并随之進(jin)行了優化(hua)。
1楔式流量(liang)計
　　楔式流(liu)量計是20世(shi)紀80年代開(kai)始應用的(de)一種新型(xing)節流裝置(zhi)。它具有結(jie)構簡單、堅(jian)固耐用、操(cao)作簡便、适(shi)用🤟性強等(deng)特點,而♋且(qie)具有高的(de)精度和可(ke)靠性,特别(bie)适🔅用于高(gao)💰黏度、低雷(lei)諾數流體(ti);對于介質(zhi)清潔、或者(zhe)黏度高、腐(fu)蝕性的介(jie)質,以及蒸(zheng)氣、料漿、氣(qi)體/空氣等(deng)介質均能(neng)保持流量(liang)與差壓的(de)平方根成(cheng)正比的關(guan)系。介質黏(nian)度達到3000厘(li)泊也不會(hui)影💜響楔式(shi)流量計的(de)測🚶‍♀️量精度(du)。以🐅往使用(yong)🚩的節流裝(zhuang)置如孔闆(pan)、噴嘴和文(wen)丘⭕裏㊙️管等(deng),當雷諾數(shu)小于10000以下(xia)時,流量與(yu)差壓平方(fang)根就無法(fa)保持線性(xing),而且随着(zhe)雷諾數降(jiang)低,正比關(guan)系🔴的偏差(cha)會越來越(yue)大,緻使測(ce)量精度受(shou)到✔️嚴重的(de)影🤞響,而楔(xie)式流量計(ji)雷諾數最(zui)🧑🏽‍🤝‍🧑🏻低可達300厘(li)泊,在這樣(yang)極寬的範(fan)圍内流量(liang)和差壓🏃始(shi)終📧成正比(bi)關系,流量(liang)系數呈線(xian)性狀态。因(yin)此楔式流(liu)量計🐪與傳(chuan)統流量計(ji)相比更适(shi)合測量一(yi)些黏稠和(he)含雜質🚩較(jiao)多的介質(zhi)流量,如油(you)品裝置的(de)蠟.石腦油(you)、油漿、原油(you)，煤化工裝(zhuang)置的氣化(hua)黑水、灰水(shui)碳黑溶液(ye)以及兩相(xiang)流體等。
1.1楔(xie)式流量計(ji)測量原理(li)
　　楔式流量(liang)計是利用(yong)帕努利原(yuan)理,将截面(mian)成V形的楔(xie)塊放😘入工(gong)藝管道中(zhong)而構成的(de)一種新型(xing)節流裝置(zhi),通過楔塊(kuai)産生差壓(ya)🔱，當流體通(tong)過楔式流(liu)量計時，由(you)于楔塊的(de)節流作用(yong),在楔塊前(qian)、後側會産(chan)生了一個(ge)與體積流(liu)量值成平(ping)方關系的(de)差壓，該差(cha)壓正比于(yu)質量或體(ti)積🙇‍♀️流量。此(ci)差壓🧑🏾‍🤝‍🧑🏼信号(hao)通過膜盒(he)傳送到差(cha)壓變送器(qi),差🐉壓變送(song)器通過計(ji)算就會得(de)出與差壓(ya)成平方關(guan)✌️系的4~20mA信号(hao),經顯示屏(ping)或DCS即🏃🏻可顯(xian)示出流量(liang)值。楔塊--般(ban)安裝在管(guan)道的上部(bu),它的圓🐅滑(hua)頂角朝下(xia),這樣有利(li)于含懸浮(fu)顆粒的液(ye)🔅體或黏稠(chou)液體及髒(zang)污介質順(shun)利通過,不(bu)會在節流(liu)件上遊側(ce)✌️産生滞流(liu)。對同一管(guan)徑,不同的(de)楔比H/D(楔塊(kuai).開口高度(du)H和管道直(zhi)徑D之比)可(ke)得到不同(tong)的典📞型流(liu)✨量⛱️範圍。楔(xie)式流量計(ji)👉工作原理(li)如圖1所示(shi)。
 
1.2楔式(shi)流量計特(te)點
　　楔式流(liu)量計結構(gou)簡單、可靠(kao)、無可移動(dong)部件與易(yi)損部件,耐(nai)磨性好,長(zhang)期運行精(jing)度高。經标(biao)定的楔式(shi)流量計🔞流(liu)量系數基(ji)本誤差在(zai)±0.05%以内,重複(fu)性好、穩定(ding)性好、可靠(kao)性高、壽命(ming)長、成本低(di)及安裝維(wei)護方便;結(jie)構獨特,無(wu)沉積、不堵(du)塞,适用範(fan)圍廣,除應(ying)用☀️于常規(gui)的氣體液(ye)體、蒸汽外(wai),特别适用(yong)于黏度高(gao)、混合液易(yi)結📧晶、高含(han)塵氣體及(ji)含固體顆(ke)粒液體、漿(jiang)狀液體,如(ru)水煤漿蠟(la)、渣油油漿(jiang)、黑水、廢🚩水(shui)等的流體(ti)測量,具有(you)自🈲清潔能(neng)力,無滞流(liu)區。
　　另外楔(xie)式流量計(ji)+雙法蘭變(bian)送器的檢(jian)測方式，省(sheng)掉了引壓(ya)👉管的鋪設(she),從而節省(sheng)了伴熱源(yuan)的鋪設和(he)伴🍓熱蒸汽(qi)的消耗,楔(xie)式流量🛀🏻計(ji)的取壓接(jie)口可與表(biao)體和工藝(yi)管線進行(hang)整體保溫(wen),通✍️過流體(ti)本身的熱(re)源保證楔(xie)式流量計(ji)冬季的防(fang)凍措施,節(jie)省了裝置(zhi)的蒸汽能(neng)源消耗和(he)冷凝水排(pai)放,對于裝(zhuang)置整體能(neng)耗的降低(di)有一定的(de)提高。
2油品(pin)加工介質(zhi)
　　油品加工(gong)裝置是以(yi)費托合成(cheng)裝置穩定(ding)重質油和(he)合格🎯蠟低(di)溫油洗單(dan)元的油洗(xi)石腦油爲(wei)原料,在高(gao)🌍溫高壓、氫(qing)氣以及催(cui)化劑🍓的作(zuo)用下進行(hang)烯烴飽和(he)以及含氧(yang)化物的脫(tuo)出反應,生(sheng)🛀🏻産柴油組(zu)分、重柴油(you)、粗石腦油(you)、尾油等産(chan)品。其中重(zhong)質油的凝(ning)點30℃左右、壓(ya)力2.7MPa、密度682kg/m3、溫(wen)度125℃,重質油(you)中有少量(liang)催化劑☁️粉(fen)末;合格蠟(la)的介質溫(wen)度180℃、壓力0.6MPa、密(mi)度870~900kg/m3、凝點在(zai)57~63C;油洗石腦(nao)油的介質(zhi)👈密度780~970kg/m3、壓力(li)0.64MPa、溫度52℃、沸點(dian)20~160℃;尾油的介(jie)質密度729kg/m3、溫(wen)度.210℃、壓力0.5MPa;重(zhong)柴油的介(jie)質密度636kg/m3、溫(wen)度266℃、壓力0.5MPa;柴(chai)油組分的(de)介質密度(du)720kg/m3、壓力0.5MPa;粗石(shi)💜腦油的介(jie)質壓力1MPa、溫(wen)度30℃。
3原因分(fen)析
　　根據對(dui)油品加工(gong)裝置介質(zhi)和工況的(de)綜合分析(xi)，流量計📧不(bu)準🏃‍♀️的可能(neng)因素有4點(dian):
1)重質油/蠟(la)中攜帶的(de)少量催化(hua)劑固體顆(ke)粒，裝置長(zhang)周期運行(hang)㊙️一段時間(jian)後,催化劑(ji)顆粒會逐(zhu)漸沉積到(dao)流量計的(de)取壓口,從(cong)而堵塞取(qu)壓口，造成(cheng)無法正常(chang)檢測壓力(li),緻使流量(liang)計🏃測量失(shi)💜真;同時還(hai)會沖刷磨(mo)損楔塊,改(gai)變前後壓(ya)差,造成測(ce)量不準[4]。
2)由(you)于重質油(you)/蠟的凝點(dian)較高,每次(ci)檢修後再(zai)次投運時(shi)因管道中(zhong)的重質油(you)流速較慢(man),伴熱管線(xian)溫度較低(di)等因素,重(zhong)質油經🌈常(chang)有部分凝(ning)固的情況(kuang)發生，凝固(gu)塊經過取(qu)壓口時就(jiu)會堵塞取(qu)壓口或者(zhe)将楔塊👅包(bao)裹,導緻流(liu)量計無法(fa)準确測量(liang)。
3)由于介質(zhi)中含有氫(qing)元素(氫離(li)子),流量計(ji)的膜盒材(cai)質是㊙️不鏽(xiu)🌈鋼,膜盒長(zhang)時間與帶(dai)氫介質接(jie)觸,帶氫介(jie)質會不斷(duan)稀釋出氫(qing)✍️離子🐕，氫離(li)子會逐漸(jian)滲透到膜(mo)片背面♊,并(bing)在背後慢(man)慢聚集成(cheng)氫氣,這♍些(xie)氫氣反向(xiang)♈滲透速度(du)慢于整箱(xiang)🏃🏻‍♂️速度,最終(zhong)會把膜片(pian)鼓起導緻(zhi)遠傳密封(feng)件的報廢(fei)。
4)差壓取樣(yang)位置有問(wen)題，也是最(zui)關鍵問題(ti),原始安裝(zhuang)時按照《自(zi)動化儀表(biao)工程施工(gong)及驗收規(gui)範》等通用(yong)性儀表安(an)裝規⭐範進(jin)行安裝,即(ji)測量氣體(ti)介質的取(qu)壓口在管(guan)道的水平(ping)45°以上，測量(liang)液體介質(zhi)的取壓口(kou)在管道的(de)水平45°以下(xia)♋,測量髒污(wu)🚶介質的取(qu)壓口在管(guan)♈道的中部(bu)位置。油品(pin)加工裝置(zhi)的産品基(ji)本都是液(ye)體,因此楔(xie)式☁️流量計(ji)取壓口都(dou)在水平45°以(yi)下部位安(an)裝，但是因(yin)楔式流量(liang)計的🌈楔塊(kuai)在表體内(nei)腔分布不(bu)是均勻的(de),取壓口一(yi)🐅般都是按(an)設計固定(ding)在楔塊焊(han)接處的前(qian)😄後上方,測(ce)量液體時(shi),如果取壓(ya)口在💰管道(dao)的水平45°以(yi)下，那麽🈚楔(xie)塊也在管(guan)線的水平(ping)45°以下,這樣(yang)會造成流(liu)體要從楔(xie)塊的🙇‍♀️上方(fang)流過。這種(zhong)測量方式(shi)下流體内(nei)介質雜質(zhi)顆粒會因(yin)楔🈲塊的阻(zu)抑而逐漸(jian)在楔式流(liu)量計的下(xia)部表體内(nei)腔沉積，時(shi)間久了就(jiu)有堵塞楔(xie)塊前🐆方取(qu)壓口的可(ke)能性,易造(zao)成流量計(ji)✍️測量失真(zhen)。另外,部分(fen)油品中本(ben)身就含㊙️有(you)催化劑顆(ke)粒,因此容(rong)易堵塞,造(zao)成測🥰量失(shi)真;部分油(you)💜品雖然是(shi)液态,但.是(shi)輕質組分(fen)(如氫氣)很(hen)容易稀釋(shi)出氣體,會(hui)☂️在取壓口(kou)聚集從而(er)隔絕測量(liang)膜盒,同樣(yang)會造成測(ce)量失真。
4優(you)化方案
1)因(yin)重質油和(he)蠟中含有(you)催化劑顆(ke)粒,且此催(cui)化劑顆🥵粒(li)無🌂法根本(ben)消除,長期(qi)随着介質(zhi)流動對楔(xie)塊有一🌐-定(ding)的磨損，因(yin)此對楔塊(kuai)進📱行硬化(hua)處理，表面(mian)噴塗0.1~0.3mm厚的(de)碳化鎢材(cai)料🌐,将硬度(du)提高至HC55以(yi)上。
2)針對變(bian)送器膜盒(he)氫滲問題(ti),将所有含(han)氫介質的(de)變送器膜(mo)盒接液材(cai)質全部更(geng)換爲黃金(jin)膜片或金(jin)剛膜片🐉,防(fang)止氫離子(zi)滲🔴透進膜(mo)盒裏面,避(bi)免膜盒鼓(gu)包,消除變(bian)送器零漂(piao)或者假值(zhi)問題;同時(shi)将矽油更(geng)換爲耐高(gao)溫(-30~315℃)矽油,防(fang)止矽油受(shou)熱膨脹或(huo)蒸發。
3)儀表(biao)伴熱與工(gong)藝伴熱分(fen)開,以便伴(ban)熱總站單(dan)獨設立,懸(xuan)挂禁動牌(pai),防止工藝(yi)人員誤關(guan)伴熱,确保(bao).伴熱質量(liang),并在根部(bu)閥處增加(jia)帶溫控器(qi)的電伴熱(re),确保裝置(zhi)異常情況(kuang)時伴熱不(bu)間斷🙇🏻,防止(zhi)蠟👣介質凝(ning)固。
4)根據實(shi)際情況，選(xuan)擇合适的(de)取壓口，重(zhong)質油和合(he)格❤️蠟等含(han)💞有少量催(cui)化劑的19台(tai)單對楔式(shi)流量計取(qu)壓口設🤟計(ji)之📞初爲♉斜(xie)向下取👄壓(ya),運行時容(rong)易沉澱雜(za)物堵塞取(qu)壓口,嘗試(shi)向上✉️取壓(ya),但是容易(yi)集氣,最終(zhong)選取爲水(shui)平取壓;油(you)洗石腦油(you)和😄尾油、柴(chai)油等介質(zhi)的24台雙對(dui)楔式流量(liang)計設計取(qu)壓口朝上(shang),運行時經(jing)常♈集氣,維(wei)護時❗需要(yao)經常排氣(qi),排氣存在(zai)介質外漏(lou)風險，外漏(lou)的介質滴(di)到保溫棉(mian)易引起火(huo)災,最終選(xuan)爲調向爲(wei)斜下45°取壓(ya),确㊙️保介質(zhi)流過時能(neng)與膜盒充(chong)分接觸,保(bao)證測量的(de)正确率,排(pai)污時用桶(tong)接液防止(zhi)介質滴到(dao)可燃物上(shang)引起着火(huo)。
5)在取壓閥(fa)與雙法蘭(lan)連接部件(jian)之間設置(zhi)排污洩壓(ya)(放空)閥,要(yao)求♻️儀表人(ren)員定期排(pai)污或排氣(qi)。排污閥出(chu)❄️口再加一(yi)段帶彎頭(tou)排污😄管(防(fang)止噴濺),排(pai)污洩壓(放(fang)空)閥還可(ke)以在流量(liang)計校準過(guo)程中保證(zheng)正負雙法(fa)蘭之間的(de)受壓一-緻(zhi),确保校準(zhun)可靠,同時(shi)保證維修(xiu)☀️人員的安(an)全;另外若(ruo)雙法蘭變(bian)送器損壞(huai)需要更換(huan),通過排污(wu)洩壓閥門(men)]能夠判斷(duan)取壓一次(ci)閥門]是否(fou)滲漏。
5優化(hua)效果
1)優化(hua)前加氫減(jian)壓塔加熱(re)爐8路進料(liao)流量在2025年(nian)11月某-天24h的(de)測量💰折線(xian)圖如圖2所(suo)示。
 
2)優化後(hou)加氫減壓(ya)塔加熱爐(lu)8路進料流(liu)量在2025年11月(yue)某--天🐆24h的測(ce)✂️量折線圖(tu)如圖3所示(shi)。
 
3)優化前由(you)于43台楔式(shi)流量計測(ce)量不穩定(ding)性,導緻油(you)品🏒加工裝(zhuang)置☎️加氫、加(jia)氫裂化單(dan)元部分二(er)級聯鎖及(ji)自動控制(zhi)回路無法(fa)🌈投用，嚴重(zhong)影響工藝(yi)操作。通過(guo)一系列優(you)化措♉施的(de)實施,油品(pin)加工裝置(zhi)的楔式流(liu)量計已經(jing)測量穩定(ding)💛,聯鎖及自(zi)動控制回(hui)路全部具(ju)🔞備投用條(tiao)件💜,有效保(bao)證了工藝(yi)操作和緊(jin)急狀态下(xia)的聯鎖可(ke)靠動💞作。
6結(jie)論.
　　楔式流(liu)量計在裝(zhuang)置運行中(zhong)相對于孔(kong)闆流量計(ji),.抗髒污、可(ke)自清😍潔、運(yun)行精度高(gao)、差壓值穩(wen)定、壓損小(xiao).量程比㊙️寬(kuan)、直☎️管段要(yao)求小，能夠(gou)測量雙向(xiang)流,性能好(hao)維護,維修(xiu)工作量大(da)大減少,符(fu)合目前企(qi)♊業高效環(huan).保節能的(de)要求。但是(shi),任何測量(liang)儀表都不(bu)是萬能的(de),即✨使國家(jia)規範也不(bu)一定适合(he)所有工況(kuang)，對于測量(liang)過程出現(xian)的具體問(wen)題要根據(ju)實際情況(kuang)針對性進(jin)行優化,因(yin)此當在裝(zhuang)置運行過(guo)程中發現(xian)測量儀表(biao)不✉️準時，不(bu)可直接否(fou)定某一類(lei)測量儀表(biao)🌈,應綜合考(kao)慮材質、取(qu)壓方式、介(jie)質成分、溫(wen)度💛和壓力(li)等多方因(yin)素👄,并借鑒(jian)類似裝置(zhi)使用經驗(yan),進行改造(zao)優化，提高(gao)儀表适應(ying).性,确♊保計(ji)量正确率(lü)。

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