[摘要]焦?fàn)t煤氣的流量計(jì)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(jìn)行比較;在選型、安裝、維護(hù)方面提出合理的建議從面得出最為經(jīng)濟(jì)有效，安全節(jié)能的流量計(jì)量方案。
流量計(jì)量在石化企業(yè)生產(chǎn)過程控制和計(jì)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(jì)效益為核心的今天，對流量計(jì)量的要求更為嚴(yán)格。選擇合適的流量計(jì)量儀表在企業(yè)運(yùn)行、維護(hù)和成本控制中占有重要的地位，其經(jīng)濟(jì)效益非常顯著。
一、測量難點(diǎn)與測量方式
焦?fàn)t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?fàn)t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?fàn)t煤氣流量選型中要注意以下特點(diǎn):
1、流體靜壓低、流速低、流體密度小。
2、焦?fàn)t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(shí)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?fàn)t煤氣的以上特點(diǎn)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(jì)。由于含有焦油等雜質(zhì)也不適合用渦輪流量計(jì)。所以現(xiàn)在測量焦?fàn)t煤氣流量的儀表主要是以差壓流量計(jì)為主。
二、山焦煤氣計(jì)儀表的現(xiàn)狀
山焦集團(tuán)是對煤進(jìn)行深加工的大型焦化企業(yè)，共有6座煉焦?fàn)t，煉焦過程中所產(chǎn)焦?fàn)t煤氣的測量儀表主要有孔板流量計(jì)、V錐流量計(jì)和德爾塔巴流量計(jì)。由于孔板流量計(jì)的量程比小以及維護(hù)量大，現(xiàn)我廠“煤氣管道的的孔板流量計(jì)逐漸由V錐流量計(jì)和德爾塔巴流量計(jì)所取代。因焦?fàn)t煤氣的產(chǎn)氣量大，管道口徑有的達(dá)到DN1200,用V錐流量計(jì)計(jì)量不僅安裝維護(hù)成本高，價(jià)格也相當(dāng)可觀。因此在大管徑上改造上全部選用德爾塔巴流量計(jì)。以下是這三種流量計(jì)在焦?fàn)t煤氣管道上運(yùn)行過程中的特點(diǎn):
孔板差壓流量計(jì)
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?yàn)榻範(fàn)t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(jì)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(diǎn)是經(jīng)濟(jì)適用，平時(shí)檢修維護(hù)時(shí)間短。缺點(diǎn):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(jì)
V錐流量計(jì)的優(yōu)點(diǎn):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(jì)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(biāo)定。平時(shí)檢修維護(hù)時(shí)間短。缺點(diǎn):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(jì)
巴類流量計(jì)的優(yōu)點(diǎn):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(hù)，能隨時(shí)保證--次元件的準(zhǔn)確性。缺點(diǎn):差壓小(通常只有幾百Pa),特別是焦?fàn)t煤氣密度輕,差壓流量計(jì)差壓與密度成反比，巒度越輕，差壓越小;另焦?fàn)t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(fù)壓室測量孔堵塞;由于焦?fàn)t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(jì)和德爾塔巴流量計(jì)基本上滿足了的工藝生產(chǎn)的需要但是在儀表運(yùn)行過程中還是出現(xiàn)了一些問題:
1、V錐流量計(jì)在運(yùn)行中錐體與管道焊接不牢固造成錐體脫落。
2、V錐流量計(jì)測壓孔堵塞、節(jié)流件尺寸改變,嚴(yán)重的甚至造成煤氣不能在流量計(jì)流通。
3、不帶吹掃裝置的德爾塔巴流量計(jì)取壓孔堵塞。
這主要是由選型、安裝和維護(hù)的不合理造成的，爭對以上向題在選型安裝與維護(hù)上提出以下建議:
V錐流量計(jì)
1、V錐流量計(jì)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(yùn)行及不規(guī)范的檢修維護(hù)(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(jì)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(jì)，(它的節(jié)流件與.測量管體是一體結(jié)構(gòu),把要求嚴(yán)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(yán)格，焊接相對牢固在正常的運(yùn)行和維護(hù)中錐體不容易脫落。
2、當(dāng)被測流體太臟或含有大量粉塵顆粒等雜質(zhì)時(shí)，常規(guī)的V錐流量計(jì)也不能有效的防止取壓孔被堵塞�？梢赃x用改進(jìn)型的V錐流量計(jì)(塔型流量計(jì))，該流量計(jì)針對焦?fàn)t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(jì)做了以下改進(jìn):
(1)針對焦?fàn)t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(jì)”。使取壓孔不被堵塞、流量計(jì)測量內(nèi)壁不粘附焦油，使流量計(jì)能長期保持準(zhǔn)確測量。
(2)針對焦?fàn)t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(jì)”。
(3)在壓力、溫度波動較大的工藝管道上選用帶溫壓補(bǔ)償V錐流量計(jì)。
(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(jì)
1、巴類流量計(jì)是實(shí)現(xiàn)在多點(diǎn)同時(shí)測量的均速管流量計(jì),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(hù)方便，在大口徑氣體流量測量時(shí)被大量使用，但是由于由:它在工況條件變化較大時(shí)實(shí)際測量精度會遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于計(jì)算值。焦?fàn)t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(fù)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。總測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(jì)后經(jīng)過反復(fù)考證最終確定在大口徑焦?fàn)t煤氣流量計(jì)量中選用德爾塔巴流量計(jì)。該流量計(jì)克服了普通巴類流量計(jì)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(diǎn):
(1)德爾塔巴流量計(jì)在保證壓損小、精度高的同時(shí)，引壓孔達(dá)到8毫米，使探頭具有自清洗的防堵功能。當(dāng)被測介質(zhì)含有高密度塵埃物質(zhì)時(shí)，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(dú)特的探頭截面設(shè)計(jì)，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(diǎn)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?fàn)t煤氣的特性在選用德爾塔巴流量計(jì)時(shí)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(hù)要點(diǎn)
為了保證計(jì)量儀表的準(zhǔn)確性除了要選擇合適的測量儀表還要對現(xiàn)場儀表進(jìn)行正確有效的維護(hù)如:
1、在對工藝管道吹掃時(shí)要拆除流量計(jì)進(jìn)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(jì)的伴熱保溫管線進(jìn)行重點(diǎn)監(jiān)控,保證流量計(jì)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(jìn)行校準(zhǔn)。
五.結(jié)束語
由于V錐流量計(jì)的壓損約為孔板的1/3~1/2，德爾塔巴流量計(jì)的壓損約為孔板的1/10。所以兩種流量計(jì)的結(jié)合使用將極大的降低公司的運(yùn)行成本。節(jié)能效果非常顯著。流量計(jì)的準(zhǔn)確計(jì)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(shí)為企業(yè)本身節(jié)約了能源，創(chuàng)造了利潤，同時(shí)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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