[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雜，雜質(zhì)較多導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%)和重復性(0.1%);流量計特有結(jié)構(gòu)所形成的邊界層效應，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,甚至會造成事故。如: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。可以選用改進型的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的節(jié)能減排的產(chǎn)業(yè)政策。
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