摘要:主風(fēng)機是硫酸裝置的核心動力設(shè)備,其流量參數(shù)的測量對裝置運行至關(guān)重要。分析了硫酸.裝置主風(fēng)機流量的測量特點和要求,簡介了阿牛巴流量計的工作原理和安裝要求、配套變壓器的安裝要點，以及阿牛巴流量計在硫酸裝置主風(fēng)機上的應(yīng)用效果，認(rèn)為阿牛巴流量計具有測量穩(wěn)定、壓損低、價格.低廉、安裝方便、重復(fù)性好等優(yōu)點。
1概述
鼓風(fēng)機是諸多化工生產(chǎn)裝置主要的流體輸送設(shè)備之一。對硫磺制酸工藝來說，主風(fēng)機將助燃空氣引入焚硫爐,生成SO2、SO3等氣體硫化物供后續(xù)工藝流程使用,扮演著舉足輕重的作用。風(fēng)機的流量監(jiān)測對裝置的整體運行至關(guān)重要。同時,對于離心式風(fēng)機，風(fēng)機流量還將參與風(fēng)機防喘振控制。主風(fēng)機流量是整個裝置運行的核心,空氣流量測量的不穩(wěn)定會導(dǎo)致裝置生產(chǎn)負(fù)荷難以控制,嚴(yán)重時更會導(dǎo)致裝置生產(chǎn)無法繼續(xù)乃至停車。
以往方案從現(xiàn)場實施情況來看,流量顯示基本能反應(yīng)裝置負(fù)荷運行情況,但是時常會發(fā)生流量示值突然偏低導(dǎo)致控制系統(tǒng)誤判為風(fēng)機喘振，甚至有時還要被迫停車,對生產(chǎn)造成損失。為了裝置的連.續(xù)運行，有時工藝操作人員不得已要被迫切除防喘振控制,但從安全性角度,此做法風(fēng)險太大,同時也不是長久之計。
2風(fēng)機流量計的選型要求
硫酸裝置主要由焚硫轉(zhuǎn)化、干吸、尾吸等幾個工段組成。主風(fēng)機是整個硫酸裝置的動力中心,裝置整體運行操作壓力不高，對管道的壓力損失要求較為苛刻。硫酸裝置通常氣體管道直徑都比較大,一般會達(dá)到1m以上，且風(fēng)機入口為負(fù)壓環(huán)境，若流量
計安裝不當(dāng)，發(fā)生泄漏很難察覺，在不知不覺中,浪
費了動力。
空氣管道的流量測量,首先要考慮經(jīng)濟型和實用性,同時還要兼顧壓損低和精度等方面的指標(biāo)。鑒于.上述原因,從經(jīng)濟性、實用性、以及便于安裝和維護(hù)角度來說，通�？梢詮牟迦胧綔u街、插入式或外夾式氣體超聲波、均速管流量計等類型中相互進(jìn)行比較而選擇。
對于氣體超聲波流量計，無論是插入式還是外夾式，常見的測量原理有兩種:時差和多普勒法。就壓損而言,是個很理想的選擇,但需經(jīng)過聲阻抗校核。由于風(fēng)機入口管道負(fù)壓環(huán)境的存在,具體測量點的聲阻變得很小，以致產(chǎn)生阻抗匹配困難的問題。在超聲波流量測量中，聲阻抗與聲速成正比，與流體密度成正比，所以被測介質(zhì)的絕壓越低，聲阻抗越小。測量受到很大影響。
對于插入式渦街流量計，風(fēng)機振動通過空氣管道的傳播，對于流量測量來說是致命的。振動會導(dǎo)致渦街流量傳感器產(chǎn)生同振動頻率相對應(yīng)的干擾信號，引起流量示值大幅度偏高。另一-方面,渦街流量計對于直管段長度的要求較高,通常需要達(dá)到前20D、后5D(D為直管管徑，下同)，否則測量結(jié)果誤差較大,不具有參考價值。
針對以上特點，均速管流量計對于克服.上述困難具有得天獨厚的優(yōu)勢。均速管流量計直管段要求較低，壓損小，對于大口徑壓損可忽略不計。但流體密度較小工況條件下,差壓值往往很小，只有幾十至幾百帕的微差壓。第三代“T”形均速管差壓流量計，可以獲得最大的差壓信號和更少的信號干擾。筆者就阿牛巴流量計的原理和安裝要求以及注意事項做詳細(xì)分析。
3阿牛巴流量計
3.1流量計原理
阿牛巴(annubar)流量計又稱均速管流量計,是一種基于畢托管原理設(shè)計的多孔平均流速流量計，它產(chǎn)生一種與流量的平方成正比例的平均壓差。它由均速管流量傳感器、引壓附件與差壓顯示儀表組成。為了產(chǎn)生與流量成正比例的電信號,阿牛巴流量計通常把壓差的輸出信號用導(dǎo)壓管耦合到差壓變送器。
流量計算基本公式:
3.2流量計安裝要求
3.2.1傳感器的安裝
1.安裝偏差
為了保證流量計的測量精度,傳感器安裝時應(yīng)將偏差控制在一定范圍(見圖1)。傳感器的總壓孔必須正對流向,偏差不大于7°[現(xiàn)圖1(a)];傳感器應(yīng)沿管道直徑方向插入到底,安裝偏差控制如圖1(b)和(c)_國.所示。.
2.安裝位置
對差壓流量測量儀表而言,較長的直管段與測量精度和不確定度有著密切的關(guān)系。由于硫酸裝置的空氣管道管徑較大,直管段長度有限,通常不易滿足流量測量儀表的安裝要求。為了盡量滿足安裝要求,通常會在鼓風(fēng)機出口至焚硫爐之間這段相對較長的直管段上選取流量測量位置，然而測量效果并不理想，時常發(fā)生流量跳變,難以控制。
對于離心風(fēng)機機組的防喘振控制,因為喘振本.質(zhì)上是動設(shè)備入口流量小于喘振流量時出現(xiàn)的流量脈動現(xiàn)象,所以測量的流量通常采用的是風(fēng)機的入口流量。雖然出口流量在理論上等于入口流量,但在特定情況下，比如風(fēng)機出口有回流管道、防喘振閥內(nèi)漏等，此時出口流量就不能完全真實地反映入流量的情況。
對硫酸工藝流程來說，針對現(xiàn)場配管的實際情況，鼓風(fēng)機入口空氣通常由大氣經(jīng)過過濾器后進(jìn)入干燥塔，干燥塔頂出口管道垂直向下至地面后進(jìn)入鼓風(fēng)機。對干燥氣體介質(zhì)來說，差壓流量計可考慮安裝于垂直管段,同時也無需保證介質(zhì)流向必須自下而上。通常阿牛巴流量計所在管道情況只涉及前后兩個等徑彎頭，根據(jù)JB/T5325《均速管流量傳感器》,在不同情況下(如圖2所示)，直管段長度的要求詳見表1。
均速管流量傳感器上游側(cè)無局部阻流件(即整流器)時,對于前后等徑彎頭處在同一平面時為前7D后3D,不同平面時為前9D后3D。廠家樣本給出的推薦直管段一般要求為前8D、后4D即可滿足測量需求,部分品牌甚至可在前7D、后3D條件下保證測量精度達(dá)到0.5%~1.0%。.
3.2.2變送器的安裝
對于插入式差壓流量計,壓差通常只有幾十到幾百帕,其變送器需要選擇高精度的微差壓變送器。目前進(jìn)口品牌的變送器精度可以達(dá)到0.065%(相對于滿量程,下同),國產(chǎn)的微差壓變送器精度也可達(dá)到0.15%。
微差壓變送器的安裝,必須注意表頭安裝方向所帶來的零點漂移。通常以表頭垂直向上為宜,不要傾斜。因為微差壓變送器由于量程很小，膜盒自重會帶來零點漂移，且此漂移量很可能會超過遷移范圍(通常在0.4kPa范圍內(nèi)),無法通過調(diào)零矯正來解決。在流量計采購過程中，盡量采用分體式阿牛巴,以保證變送器表頭可以獨立垂直安裝于立柱支架上。如果采用一體化阿牛巴.應(yīng)與廠家溝通好安裝于垂直管道并說明流體方向。
3.3應(yīng)用效果
在某硫磺制酸裝置上.風(fēng)機流量計安裝在風(fēng)機的出口側(cè)管道上。據(jù)業(yè)主反映.風(fēng)機流量十分不穩(wěn)定.經(jīng)常出現(xiàn)大幅度跳變。技術(shù)改造后.在風(fēng)機入口側(cè)增設(shè)了阿牛巴流量計.流量計安裝在垂直管段上。由于阿牛巴流量計出廠時為一體化結(jié)構(gòu).變送器表頭無法直立.導(dǎo)致膜片自重引起零點漂移.故并未考慮將其安裝在垂直管段上。后來業(yè)主增加了配件對阿牛巴流量計進(jìn)行了改裝.將變送器的表頭直立.然.后重新調(diào)零.打開閥組.測量效果良好.風(fēng)機流量較為穩(wěn)定。
4結(jié)束語
阿牛巴流量計對于硫酸裝置的風(fēng)機流量測量，具有測量穩(wěn)定.壓損低.價格低廉、安裝方便、重復(fù)性好等優(yōu)點。阿牛巴流量計在管道安裝條件較好時，可具有0.5%~1.0%的重復(fù)性5.可完全勝任于化工裝置的控制甚至非貿(mào)易級企業(yè)用能核算的計量。值.得注意的是.若流量參數(shù)參與風(fēng)機的防喘振控制.阿牛巴的安裝位置應(yīng)盡量選擇在風(fēng)機入口管道上.同時在配管設(shè)計時.需要注意預(yù)留儀表維護(hù)平臺.便于日后的安裝.維護(hù)和操作。
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