摘要:主風(fēng)機(jī)是硫酸裝置的核心動(dòng)力設(shè)備,其流量參數(shù)的測(cè)量對(duì)裝置運(yùn)行至關(guān)重要。分析了硫酸.裝置主風(fēng)機(jī)流量的測(cè)量特點(diǎn)和要求,簡(jiǎn)介了阿牛巴流量計(jì)的工作原理和安裝要求、配套變壓器的安裝要點(diǎn)，以及阿牛巴流量計(jì)在硫酸裝置主風(fēng)機(jī)上的應(yīng)用效果，認(rèn)為阿牛巴流量計(jì)具有測(cè)量穩(wěn)定、壓損低、價(jià)格.低廉、安裝方便、重復(fù)性好等優(yōu)點(diǎn)。
1概述
鼓風(fēng)機(jī)是諸多化工生產(chǎn)裝置主要的流體輸送設(shè)備之一。對(duì)硫磺制酸工藝來(lái)說(shuō)，主風(fēng)機(jī)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(jī)的流量監(jiān)測(cè)對(duì)裝置的整體運(yùn)行至關(guān)重要。同時(shí),對(duì)于離心式風(fēng)機(jī)，風(fēng)機(jī)流量還將參與風(fēng)機(jī)防喘振控制。主風(fēng)機(jī)流量是整個(gè)裝置運(yùn)行的核心,空氣流量測(cè)量的不穩(wěn)定會(huì)導(dǎo)致裝置生產(chǎn)負(fù)荷難以控制,嚴(yán)重時(shí)更會(huì)導(dǎo)致裝置生產(chǎn)無(wú)法繼續(xù)乃至停車(chē)。
以往方案從現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施情況來(lái)看,流量顯示基本能反應(yīng)裝置負(fù)荷運(yùn)行情況,但是時(shí)常會(huì)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(jī)喘振，甚至有時(shí)還要被迫停車(chē),對(duì)生產(chǎn)造成損失。為了裝置的連.續(xù)運(yùn)行，有時(shí)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(xiǎn)太大,同時(shí)也不是長(zhǎng)久之計(jì)。
2風(fēng)機(jī)流量計(jì)的選型要求
硫酸裝置主要由焚硫轉(zhuǎn)化、干吸、尾吸等幾個(gè)工段組成。主風(fēng)機(jī)是整個(gè)硫酸裝置的動(dòng)力中心,裝置整體運(yùn)行操作壓力不高，對(duì)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(huì)達(dá)到1m以上，且風(fēng)機(jī)入口為負(fù)壓環(huán)境，若流量
計(jì)安裝不當(dāng)，發(fā)生泄漏很難察覺(jué)，在不知不覺(jué)中,浪
費(fèi)了動(dòng)力。
空氣管道的流量測(cè)量,首先要考慮經(jīng)濟(jì)型和實(shí)用性,同時(shí)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(jì)性、實(shí)用性、以及便于安裝和維護(hù)角度來(lái)說(shuō)，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(jì)等類(lèi)型中相互進(jìn)行比較而選擇。
對(duì)于氣體超聲波流量計(jì)，無(wú)論是插入式還是外夾式，常見(jiàn)的測(cè)量原理有兩種:時(shí)差和多普勒法。就壓損而言,是個(gè)很理想的選擇,但需經(jīng)過(guò)聲阻抗校核。由于風(fēng)機(jī)入口管道負(fù)壓環(huán)境的存在,具體測(cè)量點(diǎn)的聲阻變得很小，以致產(chǎn)生阻抗匹配困難的問(wèn)題。在超聲波流量測(cè)量中，聲阻抗與聲速成正比，與流體密度成正比，所以被測(cè)介質(zhì)的絕壓越低，聲阻抗越小。測(cè)量受到很大影響。
對(duì)于插入式渦街流量計(jì)，風(fēng)機(jī)振動(dòng)通過(guò)空氣管道的傳播，對(duì)于流量測(cè)量來(lái)說(shuō)是致命的。振動(dòng)會(huì)導(dǎo)致渦街流量傳感器產(chǎn)生同振動(dòng)頻率相對(duì)應(yīng)的干擾信號(hào)，引起流量示值大幅度偏高。另一-方面,渦街流量計(jì)對(duì)于直管段長(zhǎng)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(cè)量結(jié)果誤差較大,不具有參考價(jià)值。
針對(duì)以上特點(diǎn)，均速管流量計(jì)對(duì)于克服.上述困難具有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)。均速管流量計(jì)直管段要求較低，壓損小，對(duì)于大口徑壓損可忽略不計(jì)。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(jì)，可以獲得最大的差壓信號(hào)和更少的信號(hào)干擾。筆者就阿牛巴流量計(jì)的原理和安裝要求以及注意事項(xiàng)做詳細(xì)分析。
3阿牛巴流量計(jì)
3.1流量計(jì)原理
阿牛巴(annubar)流量計(jì)又稱(chēng)均速管流量計(jì),是一種基于畢托管原理設(shè)計(jì)的多孔平均流速流量計(jì)，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(hào),阿牛巴流量計(jì)通常把壓差的輸出信號(hào)用導(dǎo)壓管耦合到差壓變送器。
流量計(jì)算基本公式:
3.2流量計(jì)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(jì)的測(cè)量精度,傳感器安裝時(shí)應(yīng)將偏差控制在一定范圍(見(jiàn)圖1)。傳感器的總壓孔必須正對(duì)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(guó).所示。.
2.安裝位置
對(duì)差壓流量測(cè)量?jī)x表而言,較長(zhǎng)的直管段與測(cè)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(zhǎng)度有限,通常不易滿(mǎn)足流量測(cè)量?jī)x表的安裝要求。為了盡量滿(mǎn)足安裝要求,通常會(huì)在鼓風(fēng)機(jī)出口至焚硫爐之間這段相對(duì)較長(zhǎng)的直管段上選取流量測(cè)量位置，然而測(cè)量效果并不理想，時(shí)常發(fā)生流量跳變,難以控制。
對(duì)于離心風(fēng)機(jī)機(jī)組的防喘振控制,因?yàn)榇癖?質(zhì)上是動(dòng)設(shè)備入口流量小于喘振流量時(shí)出現(xiàn)的流量脈動(dòng)現(xiàn)象,所以測(cè)量的流量通常采用的是風(fēng)機(jī)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(jī)出口有回流管道、防喘振閥內(nèi)漏等，此時(shí)出口流量就不能完全真實(shí)地反映入流量的情況。
對(duì)硫酸工藝流程來(lái)說(shuō)，針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)配管的實(shí)際情況，鼓風(fēng)機(jī)入口空氣通常由大氣經(jīng)過(guò)過(guò)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(jī)。對(duì)干燥氣體介質(zhì)來(lái)說(shuō)，差壓流量計(jì)可考慮安裝于垂直管段,同時(shí)也無(wú)需保證介質(zhì)流向必須自下而上。通常阿牛巴流量計(jì)所在管道情況只涉及前后兩個(gè)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(zhǎng)度的要求詳見(jiàn)表1。
均速管流量傳感器上游側(cè)無(wú)局部阻流件(即整流器)時(shí),對(duì)于前后等徑彎頭處在同一平面時(shí)為前7D后3D,不同平面時(shí)為前9D后3D。廠(chǎng)家樣本給出的推薦直管段一般要求為前8D、后4D即可滿(mǎn)足測(cè)量需求,部分品牌甚至可在前7D、后3D條件下保證測(cè)量精度達(dá)到0.5%~1.0%。.
3.2.2變送器的安裝
對(duì)于插入式差壓流量計(jì),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(duì)于滿(mǎn)量程,下同),國(guó)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(lái)的零點(diǎn)漂移。通常以表頭垂直向上為宜,不要傾斜。因?yàn)槲⒉顗鹤兯推饔捎诹砍毯苄�，膜盒自重�?huì)帶來(lái)零點(diǎn)漂移，且此漂移量很可能會(huì)超過(guò)遷移范圍(通常在0.4kPa范圍內(nèi)),無(wú)法通過(guò)調(diào)零矯正來(lái)解決。在流量計(jì)采購(gòu)過(guò)程中，盡量采用分體式阿牛巴,以保證變送器表頭可以獨(dú)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(chǎng)家溝通好安裝于垂直管道并說(shuō)明流體方向。
3.3應(yīng)用效果
在某硫磺制酸裝置上.風(fēng)機(jī)流量計(jì)安裝在風(fēng)機(jī)的出口側(cè)管道上。據(jù)業(yè)主反映.風(fēng)機(jī)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(jī)入口側(cè)增設(shè)了阿牛巴流量計(jì).流量計(jì)安裝在垂直管段上。由于阿牛巴流量計(jì)出廠(chǎng)時(shí)為一體化結(jié)構(gòu).變送器表頭無(wú)法直立.導(dǎo)致膜片自重引起零點(diǎn)漂移.故并未考慮將其安裝在垂直管段上。后來(lái)業(yè)主增加了配件對(duì)阿牛巴流量計(jì)進(jìn)行了改裝.將變送器的表頭直立.然.后重新調(diào)零.打開(kāi)閥組.測(cè)量效果良好.風(fēng)機(jī)流量較為穩(wěn)定。
4結(jié)束語(yǔ)
阿牛巴流量計(jì)對(duì)于硫酸裝置的風(fēng)機(jī)流量測(cè)量，具有測(cè)量穩(wěn)定.壓損低.價(jià)格低廉、安裝方便、重復(fù)性好等優(yōu)點(diǎn)。阿牛巴流量計(jì)在管道安裝條件較好時(shí)，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(jí)企業(yè)用能核算的計(jì)量。值.得注意的是.若流量參數(shù)參與風(fēng)機(jī)的防喘振控制.阿牛巴的安裝位置應(yīng)盡量選擇在風(fēng)機(jī)入口管道上.同時(shí)在配管設(shè)計(jì)時(shí).需要注意預(yù)留儀表維護(hù)平臺(tái).便于日后的安裝.維護(hù)和操作。
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