摘要：流量儀表(biao)是現代生産過(guò)程中計量重要(yào)的手段，同時⭕它(tā)也是保證産品(pǐn)質量，安全生産(chǎn)和平穩運行的(de)重要途徑🔴，随着(zhe)智能化的産業(yè)不斷發展，各個(gè)😍企業對其計量(liang)要求也是越來(lái)越高，沒🔴有一套(tao)完整的體系難(nán)以生存。當下對(duì)
高壓插入式渦(wō)街流量計
的使(shǐ)用在逐步擴大(da)。文章以煤化工(gong)企業爲研究，對(duì)其計量❗儀表更(geng)新問題作了如(rú)下的闡述，結合(he)現場實際工況(kuàng)，叙述了能源化(huà)工企業變換裝(zhuang)置入口粗煤氣(qì)流量計
應用過(guò)程中所存在問(wèn)題及改進辦法(fa)，成功解決了🔞影(ying)響‼️裝置流量計(jì)量的問題。
0引言(yan)
近些年,随着我(wǒ)國工業的迅猛(měng)發展,對于煤化(hua)工而言,流量儀(yi)表是煤化工生(shēng)産過程的重要(yào)指标之一。流量(liàng)✍️計量貫穿于全(quán)過程中，任何一(yi)個環節都離不(bu)開流量✂️計量。在(zai)現實中,操作工(gong)靠着這些關鍵(jiàn)參數對生産流(liu)程進行監測和(he)控制,并實現生(shēng)産工藝控制的(de)自動化♈。這對提(tí)高化工産品的(de)産量和質量,保(bao)✊障生産安全🐪，改(gai)🤩進工藝操作,改(gǎi)善工藝生産條(tiáo)件等方面都有(yǒu)着非常重要的(de)意義。同時,流量(liang)計量也是企業(yè)經濟核算的重(zhòng)☎️要依據,流量計(jì)量正确可靠是(shi)保證企業生産(chǎn)率進行，保證經(jīng)濟效益的重要(yào)手段㊙️之一。隻有(yǒu)确保流量測量(liàng)數據的科學與(yǔ)正确,才能✨實現(xiàn)企業管❗理工作(zuo)的高效❓和實效(xiào),加強裝置進出(chu)口流量計儀表(biǎo)的改造,不❓僅有(yǒu)利于促進企業(ye)的節能降耗,而(ér)且有利于企業(yè)的可持續發展(zhan),從而有效提高(gāo)生産效率❗。
1裝置(zhì)簡介.
1.1氣化變換(huan)裝置
變換裝置(zhì)特點是高溫、高(gāo)壓、易燃、易爆、易(yì)腐蝕、有毒有害(hai)♈;工藝特點是高(gao)CO.低水氣比、含塵(chén)含油的工藝氣(qì)。變換裝置💘處理(lǐ)來自氣化裝置(zhi)3.9MPa、175℃、176400Nm3/h粗煤氣,粗煤氣(qì)進入洗滌分離(li)塔洗滌分離掉(diao)粗煤氣中的液(yè)滴、焦油、煤塵等(děng)雜質後,進入到(dao)🌈氣氣換熱器管(guǎn)程,與殼程來自(zi)🔞第二變換爐的(de)變換氣換熱。換(huàn)熱後的粗煤氣(qì)經煤氣過濾器(qì)進一步脫除煤(méi)氣中的焦油、灰(hui)塵後,進入到第(di)一變換爐進行(hang)變換反應,該反(fǎn)應爲強放熱反(fǎn)應🍓。第一變換爐(lú)出口變換氣經(jīng)第一淬冷增濕(shī)器進行增濕、降(jiàng)溫後進入到第(di)二變換爐進行(hang)變換反應。反應(ying)後的變換氣通(tōng)過氣氣換熱器(qì)的殼程換熱.後(hou),依次進入第二(èr)淬冷增濕☔器、第(di)三變換爐、第三(san)淬冷增濕🏃🏻器、第(dì)四變換爐;出第(di)四變換爐的變(bian)換氣,逐級👅進入(ru)淬冷水預熱器(qi)、洗滌水預熱器(qì)、鍋爐給水預熱(rè)✊器、脫鹽水預熱(rè)器、最終冷卻器(qì)的管程,變換氣(qì)洗滌💘降溫至40C。經(jing)冷卻裝置餘熱(re)回收,生成274000Nm3/h,生成(chéng)變換氣送至低(dī)溫甲醇🛀🏻洗工段(duan)。
來自氣化裝置(zhi)的粗煤氣組分(fen)主要成分是CO、H2、CH4、CO2、水(shuǐ)蒸汽、粗焦油、油(yóu)類和輕烴類氣(qì)體。
1.2低溫甲醇洗(xǐ)裝置
低溫甲醇(chún)洗裝置是中某(mǒu)化工公司年産(chǎn)100萬噸合成氨項(xiang)目主流程裝置(zhì)。來自變換裝置(zhì)的含飽和态水(shui)蒸氣的變換氣(qi)溫度㊙️40℃、壓力🤩3.4MPa(G)、流量(liang)274048Nm3/h進入甲醇洗裝(zhuang)置變🌈換氣(單系(xi)列),裝置按兩系(xì)列并列配置分(fèn)别爲低溫甲醇(chún)洗一系列及二(èr)系列。低溫甲醇(chun)洗的主要任務(wu)❤️是脫除變換氣(qi)中CO2.H2S、COS及石腦油(粗(cu)苯)等雜🌏質,爲液(yè)氮洗🏃裝置提供(gòng)合格的淨化氣(qi);同時👄回收石腦(nao)油(粗苯)和部分(fen)CO2,爲硫回收裝置(zhì)提供富含H2S的酸(suan)性氣,爲尿素裝(zhuāng)置提供高純度(du)的CO2産品氣,爲VOCs裝(zhuang)置提供含有微(wēi)量烴類的尾氣(qì)👈。本裝置包含如(rú)下幾個系統:變(biàn)換氣冷卻💞系統(tǒng)、預洗和H2S/CO2吸收系(xi)統、甲醇閃蒸系(xi)統、熱再生系統(tǒng)、預洗甲醇再生(shēng)系統、尾氣✨水洗(xi)及貯槽系統。
2組(zǔ)分參數介紹
2.1變(biàn)換粗煤氣主要(yao)成分
粗煤氣組(zǔ)分含量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(you)(0.13%)、酚(0.02%);壓力:3.9MPa,溫度:175℃,操(cao)作密度:22.1kg/m3,流量:176400Nm3/h。
2.2低(di)溫甲醇洗變換(huan)氣組分參數
變(bian)換氣組分含量(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3.4MPa，溫度40℃，流量(liang)：274048Nm3/h。
3變換裝置入口(kou)和低溫甲醇洗(xi)入口流量計在(zài)裝置運行中的(de)重要性
變換裝(zhuang)置入口和低溫(wēn)甲醇洗入口流(liú)量計在裝置運(yùn)♌行中充當💯着重(zhong)要的角色，兩套(tao)變換及低溫甲(jiǎ)醇洗裝置，每套(tào)系列入口各設(shè)有一台流量計(ji)，變換入口流量(liàng)㊙️計量程0～320000Nm3/h，低溫甲(jiǎ)醇洗入口流量(liang)計量程0～350000Nm3/h，主要是(shi)對變換入口粗(cū)煤氣和低溫甲(jiǎ)醇洗入口的淨(jìng)化氣流量進行(háng)連續測量，操作(zuo)工靠着這些參(cān)數對生産流程(chéng)進行監督和控(kong)制，并實🔴現生産(chan)流程的自動化(hua)，改進操💰作工藝(yì)🔴；改善生産條件(jian)；利用流量計來(lái)體現裝置的負(fu)荷，根據負荷調(diao)整工藝指标，确(que)保裝置⭐出口工(gōng)藝指标合格，對(dui)工藝操作進行(hang)及時的指導和(he)流量核算。同時(shí)對氣化爐的産(chan)氣量和變換、低(dī)溫🚶♀️甲醇洗入口(kou)氣量是否平衡(héng)，其流量計測量(liàng)指示的正确⭐與(yǔ)否，将直接影響(xiǎng)下🍓遊工藝負荷(hé)的調整。
流量計(ji)量是氣化與變(bian)換、低溫甲醇洗(xǐ)裝置經濟核算(suàn)的重要依據，計(jì)量流量計的正(zheng)确可靠是保證(zhèng)一⛱️個企業生産(chǎn)經濟效♍益的重(zhòng)要手段之一。
4原(yuán)流量計運行情(qíng)況及存在問題(ti)
(1)變換原流量計(ji)測量原理：壓差(cha)流量計主要由(yóu)測量元件💚、差壓(yā)變⭐送器構成，其(qi)工作原理是利(li)用能量守恒定(ding)律得出的流量(liàng)測定結果。流經(jing)管内節流件時(shi)，由于節流件的(de)流通截面比管(guǎn)道截面小，流束(shù)形成⛱️局部收縮(suō)，在壓頭作用下(xià)，流體加速，動能(néng)♋增加，勢能下降(jiàng)導緻靜壓下降(jiàng)，在節流前後形(xing)成壓力差。并通(tong)⁉️過測量流體壓(ya)🈲力差來實現流(liu)🔞量的測量。
原變(biàn)換裝置入口流(liú)量計，采用文丘(qiu)裏節流裝置，取(qǔ)壓🚶♀️根部閥爲DN15，在(zài)運行過程中，由(yóu)于取壓口爲導(dao)壓管取壓，取壓(ya)流速♻️降低，由于(yú)粗煤氣中含有(you)NH3，H2O和CO2這三種物質(zhì)，當粗煤氣溫度(dù)較低的溫度會(hui)産♌生碳氨結晶(jing)，導緻取樣管線(xiàn)堵塞，産生壓差(chà)🛀偏離現象。
再加(jia)上煤焦油以及(ji)粉末顆粒狀物(wù)體，在生産使用(yong)測♋量中，極易出(chu)現儀表導壓管(guǎn)堵塞問題。在冬(dōng)季高凝固點介(jiè)質環境中，還會(hui)出現凍堵問題(ti)，從而影響儀表(biǎo)的正确測量，在(zai)極端條件下甚(shen)至會導緻差壓(ya)🈚變送器膜盒損(sǔn)壞現象。導壓管(guǎn)增加了蒸汽伴(ban)熱後也得不到(dào)根本性解決，導(dao)壓管内部會積(jī)留油污及👉粉塵(chen)，容易導緻儀表(biao)測量誤差偏大(dà)的問題，不利于(yu)生産工藝操作(zuo)和儀表的連續(xù)長周期穩定運(yùn)行。
定期進行排(pái)污，變成了常态(tai)化作業，儀表維(wéi)護及保🤞養✔️工作(zuo)量大。排污閥長(zhǎng)期開關又導緻(zhi)内漏，不僅損耗(hao)有所增加，而且(qiě)環境也遭到的(de)污染，存在較大(dà)的安全隐患同(tong)時✊也給工藝操(cao)作指标和流量(liang)核算帶來影響(xiǎng)。
這存在的缺點(dian)不是偶然的，而(ér)與本身固有的(de)使用條件🥰和測(cè)㊙️量結構、檢測原(yuán)理有着密切的(de)關聯。在實際中(zhōng)這些🌍問題和缺(que)點根本無法通(tōng)過具體的操作(zuò)來避免。因此，針(zhen)💛對流量計存在(zai)🤩的問題💃🏻進行技(ji)術改造。
(2)低溫甲(jiǎ)醇洗原流量計(ji)測量原理：在測(cè)量管(儀表表體(ti))中心同軸放置(zhì)一圓形靶闆，當(dang)流體沖擊靶闆(pǎn)時，靶闆上受到(dao)一個力，它與流(liu)速，密度和靶闆(pan)受力面積之間(jian)🐅的關系成正比(bi)。經力轉換器轉(zhuan)🌈變成電信号🛀🏻或(huo)氣壓信号輸出(chū)，輸出信号與流(liú)量的關系就可(kě)求出。它由測量(liàng)裝置力轉換器(qì)和信号處📱理變(bian)送顯示☎️幾部分(fen)組成。測量裝置(zhì)包括靶闆、傳感(gǎn)器和測量管，力(li)轉換器爲應變(bian)計式傳感器，信(xìn)号處理爲标準(zhun)4～20mA信🔴号傳回DCS顯示(shì)。
目前低溫甲醇(chún)洗裝置靶式流(liú)量計實際運行(hang)情況，由于⭕淨化(hua)㊙️氣壓力高，流速(sù)快，靶杆長時間(jiān)受力，導緻傳感(gan)器變🤟形，系統停(ting)車無流量後儀(yí)表仍然有指示(shi)，零點漂移。
更換(huàn)靶杆靶片後運(yun)行一段時間之(zhi)後，仍然出現傳(chuan)❗感器變🚩形、脫落(luo)現象，指示誤差(chà)大，流量計在線(xian)不具備維修條(tiao)⛱️件，隻能利用系(xì)統停車機會進(jin)行檢修，更工藝(yi)操🌈作指标和流(liu)量核算造成影(yǐng)響♈。
對此讨論，在(zài)保證不改變工(gōng)藝管道的前提(ti)下，通過改造流(liú)量計的結構、材(cai)質、改變測量方(fang)式，來解決以上(shàng)問題，達到長周(zhou)期穩定運行，使(shǐ)得流量計測量(liàng)正确，滿足工藝(yì)要求。
5流量計改(gǎi)造方案
(1)綜上所(suo)述現象，分析其(qí)原因，并且保證(zhèng)不改變工藝管(guan)道走向及管口(kǒu)規格，法蘭标準(zhǔn)及等級、法蘭短(duǎn)管長度、法蘭尺(chǐ)寸密封面、儀表(biao)測量範圍不改(gǎi)變的前提下，根(gen)據現場原直管(guan)段情況，對儀表(biǎo)測量原理進行(hang)改造，采用管道(dao)插入式渦街流(liu)量計進行測量(liang)。
(2)采用抗振型管(guan)道插入式渦街(jiē)流量計，流量計(ji)法蘭短管🤟與原(yuán)流量計長度一(yi)緻，即不改變工(gōng)藝管道走向、法(fǎ)♌蘭标準及等級(jí)、法蘭🏒尺寸密封(feng)面、儀表測量範(fàn)圍，同時也滿足(zu)插入式渦街流(liú)量計直管段要(yao)求。
(3)通過改造流(liu)量計的測量結(jié)構、材質，改變測(ce)量原理🔅的形式(shi)，來解決以上問(wèn)題，使流量計運(yùn)行穩定，測量正(zhèng)确，滿足工藝要(yao)求。改造後解決(jué)應儀表測量不(bú)正确給工藝操(cao)作造成的影響(xiang)，能及時反映工(gōng)藝的消耗指标(biao)。滿足生産長周(zhou)期穩定運行。
流(liu)量計結構圖，渦(wo)街發生體構造(zao)圖，如圖1所示。
6雙(shuāng)渦街發生體插(cha)入式渦街流量(liàng)計測量原理及(jí)特點
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插入式渦(wō)街流量計
即将(jiāng)一個小口徑管(guan)道式渦街至于(yu)整個大管道的(de)中🌐心位置(大緻(zhì))，測得大管道中(zhōng)心流速，再通過(guo)算法(按國際标(biāo)準化組織IS07145《在環(huan)形截面封閉管(guan)道中的流體流(liu)量測定—在截面(miàn)一💞點的速度測(ce)量法》)得出整條(tiáo)管道平均流速(sù)。
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插入式渦街流(liú)量計重量輕、壓(ya)損小、易于安裝(zhuang)與維🔞修等特點(dian)，在大口徑流量(liang)的測量中具有(yǒu)突出的優勢。
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線(xiàn)路抗振采用的(de)是頻譜抑制動(dong)态跟蹤降噪，可(ke)實現10～20倍的🔞幹擾(rǎo)衰減。
(4)采用抗振(zhèn)型渦街流量計(jì)，雙渦街發生體(ti)的構造。使得渦(wo)街🧑🏽🤝🧑🏻流量🌂計具備(bèi)強大的整流效(xiào)果，可以有效消(xiao)🎯除直管段🧑🏾🤝🧑🏼不足(zu)，流場畸變帶來(lai)的影響。内置的(de)菱形“前發聲🏃🏻體(ti)”産生渦街特需(xu)的左🔴右對稱🌍流(liú)場分布，并消除(chu)上遊旋渦的影(ying)響。
(5)抗黏附性能(néng)好，塗了特氟龍(lóng)的抗污型渦街(jiē)，适用于🌈焦爐煤(mei)氣、高爐煤氣。
(6)耐(nai)髒污能力強，傳(chuan)感器無任何用(yong)于或影響流量(liang)檢測的傳導孔(kǒng)、縫結構。徹底解(jie)決了碳氨結晶(jīng)，煤焦油、塵堵塞(sai)問題。
(7)抗電磁幹(gàn)擾能力強，阻力(li)系數小。雙發生(sheng)體結構，大幅👣度(dù)降低🔞壓力損失(shi)，從而降低流體(ti)傳輸的能量消(xiāo)耗，具有節能效(xiao)益。
(8)傳感器無洩(xie)漏，獨特的無腔(qiang)封裝工藝及恒(héng)定預應力😄結構(gòu)，無懼溫度劇暑(shǔ)，解決傳感器的(de)靈敏度穩定性(xìng)及壽命難題，将(jiang)傳感器🌈徹底焊(hàn)死在探頭中，從(cóng)根源杜絕👉密封(fēng)問題，渦街傳感(gǎn)器采用“無膠封(feng)裝”與“恒定預應(ying)力”技術，從源頭(tou)上解決渦街的(de)一大問題。
(9)獨特(tè)的雙傳感器結(jié)構基于幹擾信(xin)号頻譜特征識(shi)别及抑制的向(xiang)好處理系統，免(miǎn)疫強度高達2g的(de)全向機械振動(dong)幹擾🔴。
7投運效果(guǒ)
将改造的流量(liang)計投用後，效果(guo)改善明顯，環保(bao)、安全，免維護，解(jie)決☂️應儀表測量(liang)不正确給工藝(yì)操作造成的影(ying)響，幫助工藝人(rén)員更有效地分(fèn)析流量核算。此(ci)外，能及時反映(ying)♋工藝的🛀🏻消耗指(zhǐ)标，大大減少了(le)儀表操作人員(yuan)🧑🏽🤝🧑🏻的日常維護量(liang)，提高了儀表的(de)在線率，滿足生(shēng)産長周🌏期穩定(ding)運行。
8結語
加強(qiáng)企業節能降耗(hao)是一項非常系(xì)統的工程，要想(xiǎng)✉️将該項工程做(zuò)好，就必須做好(hao)能源計量儀表(biao)的改造工作。要(yao)對能源計量儀(yí)表改造在促進(jìn)企業節能降耗(hào)方🛀面的地✂️位和(hé)作用有一❓個清(qīng)晰✍️的認識，還要(yao)🍓對加強能源計(ji)量儀表改造的(de)路徑有一個科(ke)學的把握。在化(hua)工✔️企業實際的(de)生産過程中，在(zai)線計量流⁉️量計(jì)在裝置運行中(zhōng)充當着重要的(de)角色，流量儀表(biǎo)🌐選擇是否合理(li)對整個生🤞産過(guò)程的生産質量(liang)和效✉️率影響極(jí)大。因此，作🐅業專(zhuan)業的儀表技術(shù)👅人員，需要掌握(wo)各種已有或新(xīn)型流量計的特(te)性，進而才♻️能根(gen)♍據選擇實用的(de)流量計，将其使(shǐ)用的價值充分(fen)發揮出來，來促(cù)進我國煤化工(gōng)企業持續、健康(kāng)、快速、穩定發展(zhǎn)。
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