[摘要]焦爐煤氣的流量計量一直是冶金化工行業(yè)存在多年的難題，主要對常用的測量煤氣流量的儀表進行比較;在選型、安裝、維護方面提出合理的建議從面得出最為經(jīng)濟有效，安全節(jié)能的流量計量方案。
流量計量在石化企業(yè)生產(chǎn)過程控制和計量核算中具有重要地位，特別是在注重能源節(jié)約、以提高經(jīng)濟效益為核心的今天，對流量計量的要求更為嚴格。選擇合適的流量計量儀表在企業(yè)運行、維護和成本控制中占有重要的地位，其經(jīng)濟效益非常顯著。
一、測量難點與測量方式
焦爐煤氣為焦化企業(yè)生產(chǎn)的副產(chǎn)品，其成份主要由氫氣、一氧化碳和甲烷等構(gòu)成。煤氣中含有萘銨的水化合物和焦油，以及一定數(shù)量的塵埃。焦爐煤氣在凈化過程中都經(jīng)過洗滌，因此一般水分含量都呈飽和狀態(tài)，相對濕度為100%。這就造成了焦爐煤氣流量選型中要注意以下特點:
1、流體靜壓低、流速低、流體密度小。
2、焦爐產(chǎn)出的煤氣帶焦油等黏稠物、及其它雜質(zhì),粘度比較大。
3、煤氣中含有萘的水化合物，在低溫的時候萘容易結(jié)晶析出。
4、流體濕度高,有的測量對象還帶少量水，在管道底部作分層流動。
根據(jù)焦爐煤氣的以上特點可知在現(xiàn)有的流量儀表中雖然可以測量氣體流量的儀表種類很多，但由于煤氣的成份復(fù)雜，雜質(zhì)較多導(dǎo)致測量煤氣流量的理想儀表幾乎找不到。由于流體靜壓低、流速低所以不適合選用渦街流量計。由于含有焦油等雜質(zhì)也不適合用渦輪流量計。所以現(xiàn)在測量焦爐煤氣流量的儀表主要是以差壓流量計為主。
二、山焦煤氣計儀表的現(xiàn)狀
山焦集團是對煤進行深加工的大型焦化企業(yè)，共有6座煉焦爐，煉焦過程中所產(chǎn)焦爐煤氣的測量儀表主要有孔板流量計、V錐流量計和德爾塔巴流量計。由于孔板流量計的量程比小以及維護量大，現(xiàn)我廠“煤氣管道的的孔板流量計逐漸由V錐流量計和德爾塔巴流量計所取代。因焦爐煤氣的產(chǎn)氣量大，管道口徑有的達到DN1200,用V錐流量計計量不僅安裝維護成本高，價格也相當可觀。因此在大管徑上改造上全部選用德爾塔巴流量計。以下是這三種流量計在焦爐煤氣管道上運行過程中的特點:
孔板差壓流量計
孔板分為同心孔板和圓缺孔板,通常情況下，建議選用同心孔板。因為焦爐煤氣雜質(zhì)含量多、沉淀物多，易將孔板下端孔徑堵塞，不僅計量誤差比同心孔板明顯，且易對煤氣供應(yīng)產(chǎn)生影響�？装宓膬�(yōu)點是經(jīng)濟適用，平時檢修維護時間短。缺點:孔板量程比小(1:3)壓損大、孔板處管道易堵塞,檢修工作量大，需停產(chǎn)、管道吹掃、拆除、清洗、焊接。
V錐流量計
V錐流量計的優(yōu)點:量程比大(1:10)、具有對流體流動狀態(tài)的整流功能，因此僅需要極短的直管段(通常上游2~3D,下游1~2D)具有良好的精度(0.5~1.0%)和重復(fù)性(0.1%);流量計特有結(jié)構(gòu)所形成的邊界層效應(yīng)，使節(jié)流件關(guān)鍵部位不會磨損，因此可以保持幾何尺寸長期不變，因此能長期穩(wěn)定工作而無須標定。平時檢修維護時間短。缺點:壓損大，V錐錐體與管壁之間間距太小，特別容易造成局部堵塞;V錐錐體如果與管道焊接不牢固容易脫落;檢修工作量大，需停產(chǎn)、管道吹掃、拆除、清洗、焊接。
德爾塔巴(巴類)流量計
巴類流量計的優(yōu)點:壓損小，量程比寬(1:10)，可在煤氣不間斷的情況下安裝、拆除、和維護，能隨時保證--次元件的準確性。缺點:差壓小(通常只有幾百Pa),特別是焦爐煤氣密度輕,差壓流量計差壓與密度成反比，巒度越輕，差壓越小;另焦爐煤氣中含有蔡、焦油等雜質(zhì),特別是冬天萘的結(jié)晶易吸附在巴體上,造成正、負壓室測量孔堵塞;由于焦爐煤氣中水份大引壓管也容易被水滴堵住。
三、儀表選型應(yīng)用問題及建議
選用的V錐流量計和德爾塔巴流量計基本上滿足了的工藝生產(chǎn)的需要但是在儀表運行過程中還是出現(xiàn)了一些問題:
1、V錐流量計在運行中錐體與管道焊接不牢固造成錐體脫落。
2、V錐流量計測壓孔堵塞、節(jié)流件尺寸改變,嚴重的甚至造成煤氣不能在流量計流通。
3、不帶吹掃裝置的德爾塔巴流量計取壓孔堵塞。
這主要是由選型、安裝和維護的不合理造成的，爭對以上向題在選型安裝與維護上提出以下建議:
V錐流量計
1、V錐流量計在結(jié)構(gòu)形式上錐體的焊接質(zhì)量要求高。因V錐里裝有焊接的錐體,如果V錐的質(zhì)量不合格，錐體支架焊接不合格造成了支撐力不夠則極易在運行及不規(guī)范的檢修維護(如管道的吹掃)過程中會發(fā)生錐體脫落,甚至?xí)斐墒鹿�。�?近期中石化某煉油廠因V錐流量計的錐體脫落后，在高流速的作用下使錐體沖擊管線，造成管線破裂，氫氣流出造成爆炸和設(shè)備損壞。所以在選型過程中首選管道法蘭式V錐流量計，(它的節(jié)流件與.測量管體是一體結(jié)構(gòu),把要求嚴格的管體與節(jié)流件組裝焊接在一起)這樣V錐體的焊接由制造廠家來完成焊接方式要求嚴格，焊接相對牢固在正常的運行和維護中錐體不容易脫落。
2、當被測流體太臟或含有大量粉塵顆粒等雜質(zhì)時，常規(guī)的V錐流量計也不能有效的防止取壓孔被堵塞�？梢赃x用改進型的V錐流量計(塔型流量計)，該流量計針對焦爐煤氣中含有萘銨的水化合物和焦油，以及塵埃等雜質(zhì)有針對性的對V錐流量計做了以下改進:
(1)針對焦爐煤氣中焦油的粘附，研制出了“具有不粘涂層的V形錐流量計”。使取壓孔不被堵塞、流量計測量內(nèi)壁不粘附焦油，使流量計能長期保持準確測量。
(2)針對焦爐煤氣中萘、水分在節(jié)流件和測量管內(nèi)壁結(jié)晶、凍結(jié)，研制出“具有加熱功能的V形錐流量計”。
(3)在壓力、溫度波動較大的工藝管道上選用帶溫壓補償V錐流量計。
(4)在變送器的選擇上應(yīng)選用精度高的差壓變送器。
德爾塔巴(巴類)流量計
1、巴類流量計是實現(xiàn)在多點同時測量的均速管流量計,其工作原理是測量管道中流體平均總壓與節(jié)流桿背流或下游靜壓之差,以求得流體的流速再乘以管道截面積而獲得流體體積流量。由于它的結(jié)構(gòu)簡單、安裝維護方便，在大口徑氣體流量測量時被大量使用，但是由于由:它在工況條件變化較大時實際測量精度會遠遠低于計算值。焦爐煤氣中的焦油、萘的結(jié)晶粉塵極易吸附在巴體上，造成正、負壓室測量孔堵塞，插人桿(節(jié)流件)與管道不能保證完全垂直所帶來的誤差，也是不能修正和避免�？倻y壓孔插人管道處于管道偏心狀態(tài)不易控制，從而也會帶來測量誤差。針對上述情況在決定選用巴類流量計后經(jīng)過反復(fù)考證最終確定在大口徑焦爐煤氣流量計量中選用德爾塔巴流量計。該流量計克服了普通巴類流量計差壓小，引壓孔容易堵及精度低等問題較同類型儀表具有以下特點:
(1)德爾塔巴流量計在保證壓損小、精度高的同時，引壓孔達到8毫米，使探頭具有自清洗的防堵功能。當被測介質(zhì)含有高密度塵埃物質(zhì)時，可以配套在線吹掃裝置，以保障惡劣工況下的正常使用。
(2)獨特的探頭截面設(shè)計，使德爾塔巴具有壓損小、差壓大的效果;探頭有明顯的高低壓分界點和加速段，使流體產(chǎn)生平均
3倍的加速效果，因此可以產(chǎn)生大而穩(wěn)定的差壓。
2、根據(jù)焦爐煤氣的特性在選用德爾塔巴流量計時應(yīng)選用帶吹掃裝置的一體化探頭。
3、選用精度高的微差壓變送器。
四、現(xiàn)場維護要點
為了保證計量儀表的準確性除了要選擇合適的測量儀表還要對現(xiàn)場儀表進行正確有效的維護如:
1、在對工藝管道吹掃時要拆除流量計進行吹掃，防止在吹掃過程中造成節(jié)流元件的損壞、脫落或使節(jié)流元件的位置發(fā)生偏移。
2、冬天要對流量計的伴熱保溫管線進行重點監(jiān)控,保證流量計的正常工作。
3、應(yīng)按照制造廠家的說明書，定期對差壓變送器及二次儀表進行校準。
五.結(jié)束語
由于V錐流量計的壓損約為孔板的1/3~1/2，德爾塔巴流量計的壓損約為孔板的1/10。所以兩種流量計的結(jié)合使用將極大的降低公司的運行成本。節(jié)能效果非常顯著。流量計的準確計量,為企業(yè)生產(chǎn)節(jié)能降耗提供了可以量化的檢測手段，在滿足工藝要求的同時為企業(yè)本身節(jié)約了能源，創(chuàng)造了利潤，同時也符合國家倡導(dǎo)的節(jié)能減排的產(chǎn)業(yè)政策。
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