摘要：流量儀表(biao)是現代生産過程(chéng)中計量重要的手(shǒu)段，同時它也⭐是保(bǎo)證産品質量，安全(quán)生産和平穩運行(háng)的重要途徑，随着(zhe)智能化的産業不(bú)斷發展，各個企業(ye)對‼️其計量要求也(yě)是越來📧越高，沒有(yǒu)一套完整♉的體系(xi)難以生存。當下對(dui) 高壓插入式渦街(jiē)流量計 的使用在(zài)逐步擴大。文章以(yi)煤化工企業爲研(yan)究，對其計🔱量儀表(biǎo)更新問題作了如(ru)下的闡述，結合現(xian)場實際工況，叙述(shù)了能源化工企業(yè)變換裝置入口粗(cu)煤氣流量計 應用(yòng)過程中所存在問(wèn)題及改進辦法，成(cheng)功解決了影響裝(zhuang)置流量計量的問(wen)題。
0引言
　　近些年,随(suí)着我國工業的迅(xun)猛發展,對于煤化(hua)工而言,流量儀表(biǎo)是煤化工生産過(guo)程的重要指标之(zhī)一。流量計量貫穿(chuān)于全過程👨‍❤️‍👨中，任何(he)一個環節都離不(bú)❌開流量🙇‍♀️計量。在現(xiàn)實中,操作工靠着(zhe)這些關鍵參數對(duì)生産流程進行監(jiān)測和控制,并實現(xian)生産工藝控制的(de)自動化。這對提高(gao)化工産品的産💃量(liang)和質量,保障生産(chan)安全💯，改進工藝操(cao)作,改善工藝生産(chan)條件等方面都有(yǒu)💃🏻着非常🈲重要的意(yì)義。同時,流量計量(liang)也是企🐆業經濟核(he)算的重要依據,流(liú)量計量正确可靠(kao)是保證企業生産(chan)率進行❤️，保證經🔅濟(jì)效益的重要手段(duàn)之一。隻有确保流(liu)量測量數據的科(ke)學與正确,才能實(shi)現企業管理工作(zuo)的高效和實效,加(jiā)強裝置進出口流(liu)量計儀表的改造(zao),不僅有利于促進(jìn)企業的節能降耗(hào),而❗且有利于企業(ye)的可持續發展,從(cóng)而有效提高生産(chǎn)效率。
1裝置簡介.
1.1氣(qì)化變換裝置
　　變換(huàn)裝置特點是高溫(wēn)、高壓、易燃、易爆、易(yì)腐蝕、有毒有害;工(gōng)藝特點是高CO.低水(shui)氣比、含塵含油的(de)工藝氣。變換裝置(zhi)處理來自♉氣化裝(zhuāng)置3.9MPa、175℃、176400Nm3/h粗煤氣,粗煤氣(qi)進入洗滌分離塔(tǎ)洗滌分離掉粗煤(méi)氣中的液滴、焦油(yóu)、煤塵等雜質♍後,進(jin)入到氣氣換熱🔞器(qì)管程,與殼程來自(zi)第二變換爐的變(biàn)換氣換熱。換熱後(hou)的粗煤氣經煤氣(qì)過濾器進一步脫(tuo)除煤氣中的焦油(you)、灰塵後,進入到第(dì)一變🈲換爐進行變(biàn)換反應,該反應爲(wèi)強放熱反應。第一(yī)變換爐出口變換(huàn)氣經第一淬冷⁉️增(zēng)濕器進行增濕、降(jiàng)溫後進入到第二(er)變換爐進行變換(huan)👅反應。反應後的變(biàn)換氣通過氣氣換(huàn)熱器的殼💰程換熱(rè).後,依次進入第二(èr)淬冷增濕器、第三(sān)變換爐、第三淬冷(lěng)增濕器、第四變換(huàn)爐;出第四變換爐(lu)的變換氣,逐級進(jìn)入淬冷♻️水預熱器(qì)、洗滌水預熱器、鍋(guo)爐給水預熱器、脫(tuō)鹽水預熱器、最🚩終(zhong)冷卻器的管程,變(biàn)換氣洗👅滌降溫至(zhi)40C。經冷卻裝置🤞餘熱(re)回收,生成274000Nm3/h,生🈚成變(bian)換氣送至低溫甲(jiǎ)醇洗工段。
　　來自氣(qì)化裝置的粗煤氣(qi)組分主要成分是(shi)CO、H2、CH4、CO2、水蒸汽🔴、粗焦油、油(yóu)類和輕烴類氣體(tǐ)。
1.2低溫甲醇洗裝置(zhi)
　　低溫甲醇洗裝置(zhì)是中某化工公司(sī)年産100萬噸合成氨(ān)項目主流程裝置(zhi)。來自變換裝置的(de)含飽和态水蒸氣(qì)♍的變換氣✍️溫度40℃、壓(ya)力3.4MPa(G)、流量274048Nm3/h進入甲醇(chún)洗裝置變😍換氣(單(dān)系列),裝置按兩系(xì)列并列配置分别(bié)爲低溫甲醇洗一(yī)系列及二系列。低(di)溫🐉甲醇洗的主要(yào)任務👨‍❤️‍👨是脫除變換(huan)🔴氣中CO2.H2S、COS及石腦🔆油(粗(cū)苯)等雜質,爲液氮(dàn)洗裝置提供合🔞格(ge)的淨化氣;同時回(hui)收石腦油(粗苯)和(hé)🌈部分CO2,爲硫回收裝(zhuang)🈲置提供富含H2S的酸(suān)✏️性氣,爲尿素裝🤞置(zhi)提供高純度的CO2産(chǎn)品氣,爲VOCs裝置提供(gòng)含有微量烴類的(de)尾氣。本裝置包含(han)如下幾個系統:變(biàn)換氣冷卻💔系統、預(yu)洗和H2S/CO2吸收系統、甲(jiǎ)醇閃蒸系統、熱再(zai)生系統、預洗甲醇(chún)再🌂生系統、尾氣水(shuǐ)洗及貯槽系統。
2組(zu)分參數介紹
2.1變換(huan)粗煤氣主要成分(fèn)
　　粗煤氣組分含量(liang)N2(2.72%).H(26%)、CO2(4.78%)、CH4(8.41%)、H2S(0.22%)、C0(57.41%)、CnHm(0.5%)、BTX(0.1%).焦油(0.04%)、油(0.13%)、酚(0.02%);壓力:3.9MPa,溫(wen)度:175℃,操作密度:22.1kg/m3,流👣量(liàng):176400Nm3/h。
2.2低溫甲醇洗變換(huàn)氣組分參數
　　變換(huàn)氣組分含量(MOL%)N2(1.55%)、H2(52.21%)、H2S(0.24%)、CO(1.5%)、CO2(38.62%)、CH4(5.28%)、CnHm(0.57%)、C2H4(0.06%)、C2H6(0.27)壓力(li)3.4MPa，溫度40℃，流量：274048Nm3/h。
3變換裝(zhuāng)置入口和低溫甲(jiǎ)醇洗入口流量計(jì)在裝置運行中的(de)💁重要性
　　變換裝置(zhi)入口和低溫甲醇(chún)洗入口流量計在(zài)裝置運行中🐉充🙇‍♀️當(dang)着重要的角色，兩(liang)套變換及低溫甲(jia)醇洗裝置，每套系(xì)列入🌍口各設有一(yi)台流量計，變換入(ru)口流量計量程0～320000Nm3/h，低(di)溫甲醇洗入口流(liú)量計量程0～350000Nm3/h，主要是(shi)對變換入口粗煤(méi)氣和低溫甲醇洗(xi)入口的淨化氣流(liu)量進行🌈連續測量(liàng)，操作工靠着這些(xie)參數對生⛱️産流程(cheng)進行監督和控制(zhi)，并實現生産流程(cheng)的✏️自動🏃‍♂️化，改進操(cāo)作工藝；改善生産(chan)條件；利用流量計(jì)來體現裝置的負(fu)荷，根據🈲負荷調整(zheng)工藝指标，确保裝(zhuang)置出口工藝指标(biāo)合格，對工藝操♊作(zuò)進行及時的指導(dǎo)和流量核算。同時(shi)對氣化🌈爐的産氣(qi)量和變換、低溫🐅甲(jia)醇洗入口氣量是(shi)否平衡，其流量計(jì)測量指示的正确(que)與否，将直接影響(xiang)下🏒遊工藝負荷的(de)調整。
　　流量計量是(shì)氣化與變換、低溫(wēn)甲醇洗裝置經濟(jì)核✨算的重要依🚶‍♀️據(ju)，計量流量計的正(zhèng)确可靠是保證一(yī)個企🤩業生産經濟(ji)效益的重要手段(duan)之一。
4原流量計運(yùn)行情況及存在問(wèn)題
(1)變換原流量計(jì)測量原理：壓差流(liu)量計主要由測量(liàng)⭐元件、差壓變送器(qì)構成，其工作原理(lǐ)是利用能量守恒(heng)定律得🙇🏻出的🙇🏻流量(liang)測定結果。流經管(guan)内節流件時👅，由于(yu)節⛱️流件的流通截(jié)面比管道截面🐪小(xiǎo)，流束形成🔞局部收(shōu)縮，在壓頭作用下(xia)，流體加速，動能🏃‍♀️增(zēng)加，勢能下降導緻(zhì)靜壓下降，在節📧流(liú)前後形成壓力差(chà)。并通🈚過測量流體(ti)壓力差來實現流(liu)🐇量的測量。
　　原變換(huan)裝置入口流量計(jì)，采用文丘裏節流(liu)裝置，取壓根部🥰閥(fá)爲DN15，在運行過程中(zhong)，由于取壓口爲導(dao)壓管取壓，取壓流(liú)速降低🔞，由于粗煤(mei)氣中含有NH3，H2O和CO2這三(sān)種物質，當粗煤氣(qi)溫度較✊低的溫度(du)會産生碳氨結晶(jing)，導緻取樣管線堵(dǔ)塞，産生壓差偏離(li)現象。
　　再加上煤焦(jiao)油以及粉末顆粒(lì)狀物體，在生産使(shi)用測量💋中，極易出(chū)現儀表導壓管堵(du)塞問題。在冬季高(gāo)凝固🧑🏾‍🤝‍🧑🏼點介質環📞境(jìng)中，還會出現凍堵(du)問題，從而影響🏒儀(yi)表的正确測💞量，在(zai)極✍️端條件下甚至(zhì)會導緻差壓變送(sòng)器膜🤞盒損壞現🎯象(xiàng)。導壓管🐆增加了蒸(zhēng)汽伴熱後♍也得不(bu)到根本性解決，導(dǎo)壓管内部會積留(liu)油污及粉塵，容易(yi)導😍緻儀表測量誤(wù)差偏大的問題，不(bú)利于生産工藝操(cao)作和儀表的連續(xù)長周期穩定運行(háng)。
　　定期進行排污，變(biàn)成了常态化作業(yè)，儀表維護及保養(yǎng)✌️工作量大。排污閥(fá)長期開關又導緻(zhi)内漏，不僅損📱耗有(yǒu)所增🔅加，而🤩且環♉境(jìng)也遭到的污染，存(cun)在較大的安全隐(yin)患同時也給工藝(yì)操作指标和流量(liàng)核算帶來影響。
　　這(zhè)存在的缺點不是(shì)偶然的，而與本身(shēn)固有的使用🔞條📧件(jiàn)和測量結構、檢測(cè)原理有着密切的(de)關聯。在實際中這(zhe)些問題和缺點根(gēn)本無法通過具體(ti)的操作♻️來避免🐇。因(yin)此，針🏃🏻‍♂️對流量計存(cun)在的問題進行技(ji)術改造。
(2)低溫甲醇(chún)洗原流量計測量(liàng)原理：在測量管(儀(yi)表表體)中心同軸(zhou)放置一圓形靶闆(pǎn)，當流體沖擊靶闆(pǎn)時，靶闆上受到一(yi)個力，它與🏃‍♀️流速，密(mì)度和靶闆受力面(mian)積之間㊙️的關系成(cheng)正比🥰。經力轉換器(qì)轉變成電信号或(huò)氣壓信🛀号輸出，輸(shu)🧑🏽‍🤝‍🧑🏻出信号與流量的(de)關系就可求出。它(ta)由測量裝置力轉(zhuan)換㊙️器和信号處理(li)變送顯示幾部分(fèn)組成🍓。測量裝置包(bao)括靶闆、傳感器和(he)測♉量管，力轉換器(qì)‼️爲應變計式傳感(gǎn)器，信号處理爲标(biao)準4～20mA信📐号🏃傳回DCS顯示(shì)。
　　目前低溫甲醇洗(xi)裝置靶式流量計(ji)實際運行情況，由(you)👈于淨化氣壓力高(gao)，流速快，靶杆長時(shí)間受力，導緻傳感(gan)器變形，系統停車(chē)無流量後儀表仍(réng)然有指示，零點漂(piao)移。
　　更換靶杆靶片(piàn)後運行一段時間(jiān)之後，仍然出現傳(chuan)感器變形、脫落現(xiàn)象，指示誤差大，流(liú)量計在線不具備(bei)維修條件，隻能利(li)㊙️用系統停車機會(huì)進行檢修，更🌏工藝(yì)操作指标和流量(liàng)核算造成影響。
　　對(dui)此讨論，在保證不(bu)改變工藝管道的(de)前提下，通過改造(zao)流量計的結構、材(cái)質、改變測量方式(shi)，來解決以上問題(tí)，達🛀到長🐇周期📞穩定(ding)運行，使得流量計(ji)測量正确，滿足工(gōng)藝要求。
5流量計改(gai)造方案
(1)綜上所述(shù)現象，分析其原因(yin)，并且保證不改變(bian)工藝管🌈道🔴走向及(jí)管口規格，法蘭标(biāo)準及等級、法蘭短(duǎn)管長度、法蘭尺寸(cùn)密封面、儀表測量(liàng)範圍不改變的前(qian)提下，根據現場原(yuán)直管段情況，對儀(yi)表❗測量原理進☎️行(háng)改造，采📧用管道插(cha)入式渦街流量計(jì)進行測量。
(2)采用抗(kang)振型管道插入式(shì)渦街流量計，流量(liàng)計法蘭短管與原(yuan)流量計長度一緻(zhi)，即不改變工藝管(guan)道走向、法蘭标準(zhǔn)及💞等級、法蘭尺寸(cùn)密封面、儀表測量(liàng)範圍，同時也滿足(zu)插入式渦街流量(liàng)計直管段要求。
(3)通(tong)過改造流量計的(de)測量結構、材質，改(gǎi)變測量原理的形(xíng)式，來解決以上問(wen)題，使流量計運行(háng)穩定，測量正确，滿(mǎn)足工藝要求🐪。改造(zào)後解決應儀表測(ce)量不正🌏确給工藝(yi)操作造成的影響(xiǎng)，能及時反映工藝(yì)的消耗指标。滿足(zu)生産長周期穩定(ding)運行。
流量計結構(gòu)圖，渦街發生體構(gòu)造圖，如圖1所示。
 
6雙(shuang)渦街發生體插入(rù)式渦街流量計測(cè)量原理及特點

1. 插(cha)入式渦街流量計(ji) 即将一個小口徑(jing)管道式渦街至于(yu)整個大管道的中(zhong)心位置(大緻)，測得(de)大管道中心流速(su)，再通過算法(按國(guó)際标準化♍組織🏃🏻IS07145《在(zài)環形截面封閉管(guan)道中的流體流量(liàng)測定—在截面一點(dian)的速度測量法》)得(de)出整條管道平均(jun)流速。
2. 插入式渦街(jiē)流量計重量輕、壓(yā)損小、易于安裝與(yu)維修等🌈特點，在大(da)口徑流量的測量(liàng)中具有突出的優(you)勢。
3. 線路抗振采用(yong)的是頻譜抑制動(dong)态跟蹤降噪，可實(shí)現10～20倍的幹擾衰減(jiǎn)。

(4)采用抗振型渦街(jie)流量計，雙渦街發(fā)生體的構造。使得(dé)渦街流量計具備(bei)強大的整流效果(guo)，可以有效消除直(zhí)管段🛀不足，流場畸(ji)變帶來的影響。内(nèi)置的菱形☎️“前發聲(sheng)體”産生渦街特需(xū)的左右對稱流場(chang)分布，并消除上遊(you)旋渦的影響。
(5)抗黏(nian)附性能好，塗了特(tè)氟龍的抗污型渦(wō)街，适用于焦爐煤(méi)氣👅、高爐煤氣。
(6)耐髒(zāng)污能力強，傳感器(qì)無任何用于或影(yǐng)響流量檢測的傳(chuan)導🌈孔、縫結構。徹底(dǐ)解決了碳氨結晶(jīng)，煤焦油、塵堵👉塞問(wen)題。
(7)抗電磁幹擾能(néng)力強，阻力系數小(xiao)。雙發生體結構，大(da)幅度降低🏒壓力損(sǔn)失，從而降低流體(tǐ)傳輸的能量消耗(hao)，具有節能效益。
(8)傳(chuán)感器無洩漏，獨特(tè)的無腔封裝工藝(yi)及恒定預應力📞結(jie)構，無懼溫度劇暑(shu)，解決傳感器的靈(líng)敏度穩定性及壽(shou)命難題，将傳感器(qi)徹底焊死在探頭(tóu)中，從根源杜絕密(mi)封問題，渦街傳感(gan)器采用“無膠封裝(zhuang)”與“恒定預應力”技(ji)術，從源🈲頭上解決(jué)渦街的一大問題(ti)。
(9)獨特的雙傳感器(qi)結構基于幹擾信(xin)号頻譜特征識别(bie)👌及抑‼️制💛的向好處(chu)理系統，免疫強度(dù)高達2g的全向❄️機械(xiè)振動幹擾。
7投運效(xiào)果
　　将改造的流量(liang)計投用後，效果改(gǎi)善明顯，環保、安全(quán)，免📞維護，解決應儀(yí)表測量不正确給(gěi)工藝操作造成的(de)影響，幫👄助工藝人(ren)員更有效地分析(xī)流量核算。此外，能(néng)及時反映工藝的(de)消耗指标，大大減(jian)少了儀表操作人(rén)員的日常維護量(liàng)，提高了儀表的在(zai)線率，滿足生産長(zhǎng)周期穩定運行。
8結(jié)語
　　加強企業節能(néng)降耗是一項非常(cháng)系統的工程，要想(xiang)🌏将該項🧑🏽‍🤝‍🧑🏻工程🏃🏻‍♂️做好(hao)，就必須做好能源(yuán)計量儀表的改造(zao)工作。要對能源計(jì)量儀💰表改造在促(cù)進企業節能❌降耗(hào)方面的地位和作(zuò)用有一個清晰的(de)認識，還要對加強(qiang)能❌源計量儀表改(gǎi)造的路徑有一個(ge)科學的🐕把握。在化(hua)工企業實際的生(sheng)産過程中🔱，在線計(jì)量流🚶‍♀️量計在裝置(zhì)😄運📐行中充當着重(zhòng)要的角色，流量儀(yí)表選擇是否合理(li)對整個生産過程(cheng)的生産質量和效(xiao)㊙️率✂️影響極大。因此(cǐ)，作業專業的儀表(biao)技術人員，需要掌(zhǎng)握各種已有或新(xīn)型流量計的特性(xing)，進而才💘能根據選(xuǎn)擇實用的流量計(ji)，将其使用的價值(zhi)🛀充分發揮💰出來，來(lai)促進🔞我國煤化工(gong)企業持續、健康、快(kuai)速、穩定🌈發展。

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