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楔式流量计在油品加工装配的操纵与优化

来厉: 国家牵引力整体内蒙古煤业无尽权利与义务有限公司煤制油智能仪表办理流程中央 小说作家:宋兆季,张居民,王 喜,蹇令强 组阁期限:2019-04-29

        择要:pg电子平台:楔式流量计在操纵中相对孔板流量计来讲,对统一种介质的静压丧失要减小较多,楔式流??量计+双法兰变送器的检测体例,免却了引压管的铺设,从而节流了伴热源的铺设和伴热蒸汽的耗损,对装配全体能耗的下降有必然的进步。但在现实操纵中,若生吞活剥装配规范,则有可以或许因取压体例拔取不合适工况而致使仪表示值不准,如介质是液态时,按照规范取压口装配在管线低部或程度45°以下,楔块与取压口普通坚持同侧,也在管线的程度45°以下部位,如许当介质经由进程时其内部包罗的杂质颗粒便会因为楔块的阻抑,逐步在楔式流量计底部内腔中积淀,轻易梗塞取压口,致使丈量失真,是以现场??装配必然要连系现实工况优化调剂。

 
弁言
       楔式流量计很是合适丈量粘稠、含颗粒物的介质,某煤化工企业油品加工装配的重柴油和含蜡介质管线计量均接纳楔式流量计来测流量,但在开车进程中常常产生计量不准题目,严峻时乃至DCS无唆使,致使工艺职员没法监控,很大程度影响对油品品质的节制和产量调剂。作者经由进程对楔式流量计丈量道理和所测介质特征停止阐发,发明取压口的挑选对楔式流量计丈量精确性影响较大,并随之停止了优化。
 
1楔式流量计
       楔式流量计是20世纪80年月起头操纵的一种新型节流装配。它具有布局简略、坚忍耐用、操纵简洁、合用性强等特色,并且具有高的精度和靠得住性,出格合用于高黏度、低雷诺数流体;对介质洁净、或黏度高、侵蚀性的介质,和蒸气、料浆、气体/氛围等介质均能坚持流量与差压的平方根成反比的干系。介质黏度到达3000厘泊也不会影响楔式流量计的丈量精度。以往操纵的节流装配如孔板、喷嘴和文丘里管等,当雷诺数小于10000以下时,流量与差压平方根就没法坚持线性,并且跟着雷诺数下降,反比干系的偏差会愈来愈大,致使丈量精度遭到严峻的影响,而楔式流量计雷诺数很是低可达300厘泊,在如许极宽的规模内流量和差压一直成反比干系,流量系数呈线性状况。是以楔式流量计与传统流量计比拟更合适丈量一些粘稠和含杂质较多的介质流量,如油品装配的蜡、石脑油、油浆、原油,煤化工装配的气化黑水、灰水、碳黑溶液和两相流体等。
 
1.1楔式流量计丈量道理
       楔式流量计是操纵帕努利道理,将截面成V形的楔块放入工艺管道中而组成的一种新型节流装配,经由进程楔块产生差压,当流体经由进程楔式流量计时,因为楔块的节流感化,在楔块前、后侧会产生了一个与体积流量值成平方干系的差压,该差压反比于品质或体积流量[2]。此差压旌旗灯号经由进程膜盒传递到差压变送器,差压变送器经由进程计较就会得出与差压成平方干系的4~20mA旌旗灯号,经显现屏或DCS便可显现出流量值。楔块普通装配在管道的上部,它的油滑顶角朝下,如许有益于含悬浮颗粒的液体或粘稠液体及脏污介质顺遂经由进程,不会在节流件下游侧产生滞流。对统一管径,差别的楔比H/D(楔块启齿高度H和管道直径D之比)可得到差别的典范流量规模。楔式流量计任务道理如图1所示。
楔式流量计任务道理图
1.2楔式流量计特色
       楔式流量计布局简略、靠得住、无可挪动部件与易损部件,耐磨性好,持久运转精度高。经标定的楔式流量计流量系数根基偏差在±0.05%之内,反复性好、不变性好、靠得住性高、寿命长、本钱低及装配保护便利;布局怪异,无堆积、不梗塞,合用规模广,除操纵于惯例的气体、液体、蒸汽外,出格合用于黏度高、夹杂液易结晶、高含尘气体及含固体颗粒液体、浆状液体,如水煤浆、蜡、渣油、油浆、黑水、废水等的流体丈量,具有自洁净才能,无滞流区。
       别的楔式流量计+双法兰变送器的检测体例,免却了引压管的铺设,从而节流了伴热源的铺设和伴热蒸汽的耗损,楔式流量计的取压接口可与表体和工艺管线停止全体保温,经由进程流体自身的热源保障楔式流量计夏季的防冻办法,节流了装配的蒸汽动力耗损和冷凝水排放,对装配全体能耗的下降有必然的进步。
 
2油品加工介质
       油品加工装配是以费托分解装配不变重质油和及格蜡、低温油洗单位的油洗石脑油为质料,在低温高压、氢气和催化剂的感化下停止烯烃饱和和含氧化物的脱出反映,出产柴油组分、精制重柴油、精制粗石脑油、精制尾油等产物。此中重质油的凝点30℃摆布、压力2.7MPa、密度682kg/m3、温度125℃,重质油中有少许催化剂粉末;及格蜡的介质温度180℃、压力0.6MPa、密度870~900kg/m3、凝点在57~63℃;油洗石脑油的介质密度780~970kg/m3、压力0.64MPa、温度52℃、沸点20~160℃;精制尾油的介质密度729kg/m3、温度210℃、压力0.5MPa;重柴油的介质密度636kg/m3、温度266℃、压力0.5MPa;柴油组分的介质密度720kg/m3、压力0.5MPa;精制粗石脑油的介质压力1MPa、温度30℃。
 
3缘由阐发
按照对油品加工装配介质和工况的综合阐发,流量计不准的可以或许身分有4点:
       1)重质油/蜡中照顾的少许催化剂固体颗粒,装配长周期运转一段时候后,催化剂颗粒会逐步堆积到流量计的取压口,从而梗塞取压口,形成没法普通检测压力,致使流量计丈量失真;同时还会冲洗磨损楔块,转变前后压差,形成丈量不准。
       2)因为重质油/蜡的凝点较高,每次检验后再次投运时因管道中的重质油流速较慢,伴热管线温度较高等身分,重质油常常有局部凝结的环境产生,凝结块颠末取压口时就会梗塞取压口或将楔块包裹,致使流量计没法精确丈量。
       3)因为介质中含有氢元素(氢离子),流量计的膜盒材质是不锈钢,膜盒永劫候与带氢介质打仗,带氢介质会不时稀释出氢离子,氢离子会逐步渗入到膜片反面,并在面前渐渐堆积成氢气,这些氢气反向渗入速率慢于整箱速率,很是终会把膜片兴起致使远传密封件的报废。
       4)差压取样地位有题目,也是很是关头题目,原始装配时按照《主动化仪表工程施工及验收规范》等通用性仪表装配规范停止装配,即丈量气体介质的取压口在管道的程度45°以上,丈量液体介质的取压口在管道的程度45°以下,丈量脏污介质的取压口在管道的中部地位。油品加工装配的产物根基都是液体,是以楔式流量计取压口都在程度45°以下部位装配,可是因楔式流量计的楔块在表体内腔散布不是平均的,取压口普通都是按设想牢固在楔块焊接处的前后上方,丈量液体时,若是取压口在管道的程度45°以下,那末楔块也在管线的程度45°以下,如许会形成流体要从楔块的上方流过。这类丈量体例下贱体内介质杂质颗粒会因楔块的阻抑而逐步在楔式流量计的下部表体内腔堆积,时候久了就有梗塞楔块后方取压口的可以或许性,易形成流量计丈量失真。别的,局部油品中自身就含有催化剂颗粒,是以轻易梗塞,形成丈量失真;局部油品固然是液态,可是轻质组分(如氢气)很轻易稀释出气体,会在取压口堆积从而隔断丈量膜盒,一样会形成丈量失真。
 
4优化计划
       1)因重质油和蜡中含有催化剂颗粒,且此催化剂颗粒没法底子消弭,持久跟着介质活动对楔块有必然的磨损,是以对楔块停止软化处置,外表喷涂0.1~0.3mm厚的碳化钨资料,将硬度进步至HC55以上。
       2)针对变送器膜盒氢渗题目,将一切含氢介质的变送器膜盒接液材质全数改换为黄金膜片或金刚膜片,避免氢离子渗入进膜盒外面,避免膜盒鼓包,消弭变送器零漂或假值题目;同时将硅油改换为耐低温(-30~315℃)硅油,避免硅油受热收缩或蒸发。
       3)仪表伴热与工艺伴热分隔,以便伴热总站零丁设立,吊挂禁动牌,避免工艺职员误关伴热,确保伴热品质,并在根部阀处增添带温控器的电伴热,确保装配很是环境时伴热不中断,避免蜡介质凝结。
       4)按照现实环境,挑选合适的取压口,重质油和及格蜡等含有少许催化剂的19台单对楔式流量计取压口设想之初为斜向下取压,运转时轻易积淀杂物梗塞取压口,测验考试向上取压,可是轻易集气,很是终拔取为程度取压;油洗石脑油和精制尾油、柴油等介质的24台双对楔式流量计设想取压口朝上,运转时常常集气,保护时须要常常排气,排气存在介质外漏危险,外漏的介质滴到保温棉易引发火警,很是终选为调向为斜下45°取压,确保介质流过时能与膜盒充实打仗,保障丈量的精确性,排污时用桶接液避免介质滴到可燃物上引发着火。
       5)在取压阀与双法兰毗连部件之间设置排污泄压(放空)阀,请求仪表职员按期排污或排气。排污阀出口再加一段带弯头排污管(避免喷溅),排污泄压(放空)阀还可以或许在流量计校准进程中保障正负双法兰之间的受压分歧,确保校准靠得住,同时保障维修职员的宁静;别的若双法兰变送器破坏须要改换,经由进程排污泄压阀门可以或许判定取压一次阀门是不是渗漏。
 
5优化成果
       1)优化前加氢精制减压塔加热炉8路进料流量在2017年7月某一天24h的丈量折线图如图2所示。
优化前丈量趋向图
       2)优化后加氢精制减压塔加热炉8路进料流量在2017年12月某一天24h的丈量折线图如图3所示。
优化后丈量趋向图
       3)优化前因为43台楔式流量计丈量不不变性,致使油品加工装配加氢精制、加氢裂化单位局部二级联锁及主动节制回路没法投用,严峻影响工艺操纵。经由进程一系列优化办法的实行,油品加工装配的楔式流量计已丈量不变,联锁及主动节制回路全数具有投用前提,有用保障了工艺精准操纵和告急状况下的联锁靠得住举措。
 
6论断
       楔式流量计在装配运转中相对孔板流量计,抗脏污、可自洁净、运转精度高、差压值不变、压损小、量程比宽、直管段请求小,可以或许丈量双向流,机能好保护,维修任务量大大削减,合适今朝企业高效环保节能的请求。可是,任何丈量仪表都不是全能的,即便国度规范也不必然合适一切工况,对丈量进程呈现的具体题目要按照现实环境针对性停止优化,是以当在装配运转进程中发明丈量仪表不定时,不可间接否认某一类丈量仪表,应综合斟酌材质、取压体例、介质成份、温度和压力等多方身分,并鉴戒近似装配操纵经历,停止革新优化,进步仪表顺应性,确保计量精确性。
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