摘要:煉油廠使用孔板流量計對生產(chǎn)裝置的蒸汽進(jìn)行測量。由于煉油工藝條件的多變性使孔板法蘭連接處易泄漏、難更換。根據(jù)阿牛巴流量計的工作原理和特性,并與孔板流量計的特性進(jìn)行比對,同時分析了使用阿牛巴流量計對催化裂化蒸汽進(jìn)行計量的優(yōu)勢。
目前國內(nèi)大部分煉油廠使用孔板流量計對重油催化裂化裝置3.6MPa蒸汽進(jìn)行計量,生產(chǎn)工藝發(fā)生變化時易導(dǎo)致孔板法蘭連接處發(fā)生泄漏。而裝置處于生產(chǎn)過程中只能用帶壓注膠的方法解決泄漏問題。由于孔板安裝位置在10m的工藝管排上,泄漏介質(zhì)又具有高溫高壓特性,給維修帶來風(fēng)險。而帶壓注膠后的孔板流量計運(yùn)行一段時間會再次泄漏,造成生產(chǎn)裝置能源損失和運(yùn)行風(fēng)險。阿牛巴傳感器因壓力損失小、良好的抗堵性、不受磨損影響、無泄漏、精度高、重復(fù)性好、測量范圍寬、拆裝簡便、耐高溫高壓等特性,可利用原工藝管線開孔安裝,從根本上解決用孔板流量計測量蒸汽而發(fā)生的跑、冒、滴、漏等長期運(yùn)行問題。阿牛巴傳感器阻力損失小,可降低運(yùn)行和維修成本。
1阿牛巴流量計特點和測量原理
1.1阿牛巴流量計特點
(1)結(jié)構(gòu)簡單,強(qiáng)度更高。阿牛巴流量計傳感器由一整塊抗高溫、耐腐蝕材料加工而成,無焊點,具有長久耐用性能[1]。
(2)免維護(hù)的流量傳感器。阿牛巴流量計傳感器的選材和結(jié)構(gòu)特殊,對磨損基本可忽略不計,并不會發(fā)生磨損、腐蝕、變形;阿牛巴流量計傳感器的安裝需要在工藝管線上打同心孔,使傳感器垂直穿出工藝管線,不會變形、扭曲、震動。因阿牛巴流量計傳感器是T型結(jié)構(gòu),取壓點在傳感器下游,上游的T型柱體結(jié)構(gòu)能防止下游的傳感器取壓孔被堵塞的問題,符合免維護(hù)流量傳感器的標(biāo)準(zhǔn)。阿牛巴流量計傳感器因耐磨損、免維護(hù)的特點,從根本上解決了用孔板流量計測量蒸汽而發(fā)生的跑、冒、滴、漏等問題[2]。
(3)實用性強(qiáng)、對安裝要求簡單。阿牛巴流量計傳感器的安裝需要在工藝管線上打同心孔,使傳感器垂直穿出工藝管線,加之阿牛巴流量計傳感器結(jié)構(gòu)和選材特殊,在流體高速沖擊下不會因傳感器變形、扭曲、震動對測量數(shù)據(jù)產(chǎn)生影響。
量程比是儀表最大測量范圍值和最小測量范圍值之比,量程比越大越能滿足因工藝變化造成蒸汽流量波動的測量要求,減少頻繁更換儀表的工作量和庫存?zhèn)溆帽淼臄?shù)量。阿牛巴流量計的量程比可達(dá)20:1,而孔板流量計的量成比僅為4:1。
孔板必須與管道垂直,且允許最大不垂直度不超過±1°;孔板開孔須與管道同心;所選墊片不能超過0.5mm,并不能突出至管壁內(nèi)側(cè);孔板安裝位置要保證前10D、后5D的直管段。阿牛巴流量計傳感器安裝時最大允許偏差為±3°,安裝位置保證前5D、后2D的直管段即可[3]。
(4)阿牛巴流量計與孔板相比較,壓力損失小,僅為孔板的5%以下,隨著管徑增大,阿牛巴永久壓損可忽略不計[4]。年損耗蒸汽壓力折算成電能消耗需數(shù)萬元,用孔板流量計測量壓力損失引起額外耗電量和電費(fèi),天數(shù)按360d計算,電價按0.5元計算,額外耗電量和電費(fèi)計算,結(jié)果見表1。
由表1可見,孔板壓力損失為20kPa、介質(zhì)為瞬時流量5000m3/h的蒸汽時,年運(yùn)行費(fèi)用為12萬元。若用阿牛巴流量計測量,按壓損為孔板5%計算,年運(yùn)行費(fèi)用僅為0.6萬元,減少費(fèi)用11.4萬元。
(5)穩(wěn)壓補(bǔ)償?shù)囊惑w化安裝。蒸汽流量的真實值隨溫度、壓力變化而變化,因此需要通過溫度和壓力的補(bǔ)償來提高測量精度。孔板流量計需要在工藝管線上安裝溫度變送器和壓力變送器,將測量數(shù)據(jù)一同傳回操作室DCS,再由DCS運(yùn)算得到補(bǔ)償后流量。而阿牛巴流量計把溫度傳感器內(nèi)置在其傳感器腔體內(nèi)。只需在工藝管道上開1個安裝阿牛巴流量計的孔,可同時取得測量流量所需數(shù)據(jù),實現(xiàn)了穩(wěn)壓補(bǔ)償?shù)囊惑w化安裝。
1.2阿牛巴流量計的原理
阿牛巴流量計是由阿牛巴流量傳感器和差壓變送器2個部分組合而成[5],結(jié)構(gòu)見圖1。
阿牛巴流量計屬于差壓式流量計,通過測量流體上游與下游壓差,經(jīng)計算達(dá)到測量的目的。
根據(jù)伯努利原理,流量計算公式為:
Qm=k(π/4)d2(2△p/ρ)1/2
式中Qm—質(zhì)量流量,kg/h;k—傳感器系數(shù);d—所測介質(zhì)管道內(nèi)直徑,mm;△p—壓差,kg/m2;ρ—介質(zhì)密度,kg/m3。
2結(jié)束語
由阿牛巴流量計的測量原理和結(jié)構(gòu)與孔板流量計的特點比較可看出,阿牛巴流量計在3.6MPa蒸汽計量上的應(yīng)用,從根本上解決了用孔板流量計測量蒸汽而發(fā)生的跑、冒、滴、漏等問題。利用阿牛巴流量計壓力損失小的優(yōu)點。另外,阿牛巴流量計耐磨損、抗堵性能和一體化安裝的優(yōu)點,不需要單獨(dú)維護(hù)論蒸汽流量計,既減少了投資又提高了蒸汽計量的正確率。該重油催化裂化裝置采用阿牛巴流量計替代孔板流量計,從近兩年運(yùn)行情況看,阿牛巴流量計用于蒸汽流量計量降低了裝置運(yùn)行成本。
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