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先容蒸汽计量优化打算研讨与利用成果

名字的由来: 小编: 正式宣布起止日期:2019-09-18
择要: 文章针对中国煤油兰州石化分公司炼化出产蒸汽体系计量检测率偏低、计量丧失率偏高档方面存在的瓶颈和难点,就若何进步蒸汽计量检测率和切确性的优化打算遏制了研讨,提出了合用于蒸汽计量现实状况的双量程差压式蒸汽计量处置打算、多参量双向流蒸汽计量检测体例、一体化引压及时温压弥补集成化打算等蒸汽计量优化打算,并对蒸汽计量优化打算的现实利用成果遏制了先容。
 
中国煤油兰州石化分公司炼化出产装配每一年蒸汽耗损量跨越万万吨,蒸汽的切确无损计量对节能降耗、进步经济效益有首要意思,同时也是动力管控邃密化办理的首要保障。今朝在蒸汽计量检测率偏低、计量丧失率偏高方面存在的首要手艺瓶颈和难点题目,一是若何完成遍及存在的大管径、宽量程、小流量和大规模动摇蒸汽流量的切确丈量坚苦; 二是若何完成统一管道中双向流蒸汽的及时切确丈量坚苦; 三是若何对最近几年来产业流量丈量范畴的新手艺自立性研讨和立异性利用,防止出产现场蒸汽计量手腕单一、测
量精度偏低、手艺程度减趋掉队且与动力管控任务请求不顺应的题目。
 
针对以上瓶颈题目,本文在对外购、自产、耗损、外供蒸汽计量体例、手腕及手艺程度遏制全体调研的底子上,针对公司蒸汽管网庞杂、供汽体系庞杂、用汽计量情势多样的现实状况,综合阐发评估现有蒸汽计量举措措施的现实利用环境,以完成炼化出产现场蒸汽切确无损计量、进步蒸汽计量检测率、降落蒸汽体系耗损为底子目标,研讨进步蒸汽计量检测率和切确性的优化计量打算,以期经由过程蒸汽计量体例体例优化,立异利用蒸汽流量丈量新手艺,进一步进步蒸汽计量精度,处置今朝存在的蒸汽计量检测率低体系丧失偏高的题目。 
 
1 蒸汽计量优化打算研讨思绪
1. 1 双量程差压式蒸汽流量计量处置打算
公司炼油区蒸汽管线纵横交织遍布全厂,因为季候性、间歇性用汽等缘由,管网蒸汽负荷动摇较大,常常发生计量数据不不变、不切确、分歧理的环境,给体系均衡、计量核算形成猜疑。若何完成公司蒸汽管网中遍及存在的大管径、宽量程、小流量蒸汽和大规模动摇蒸汽流量的切确丈量,一向是一个较难处置的蒸汽丈量坚苦。本文在研讨阐发宽量程蒸汽丈量不切确的首要缘由的底子上,提出了一种完成宽量程蒸汽流量切确丈量的计量处置打算,即双量程差压式蒸汽流量计量手艺打算。
 
双量程差压式蒸汽流量计量体系,即一个节省装配装备两台差压变送器,此中一台为大批程差压变送器,差压丈量量程上限较高,另外一台为小量程差压变送器,差压丈量量程上限较小 ( 普通只要 10 kPa 或更小) ,从而使低量程段差压丈量切确度获得进步,两路旌旗灯号同时送入流量演算器遏制计较、判定和主动切换,同时遏制流量参数弥补和温压弥补,获得弥补后的蒸汽流量值。双量程差压式蒸汽流量计量处置打算体系构成如图 1所示。
双量程差压式蒸汽流量计量处置打算 体系构成表示图
双量程差压式蒸汽流量计量处置打算在炼油区动 力 锅 炉 装 置 减 温 减 压 外 排 1. 0 MPa 蒸 汽DN350 母管上遏制了理论。该蒸汽计量点工艺流量量程规模很宽,存在 6 ~ 100 t / h 流量动摇,若是只接纳一台 1 ~ 100 kPa 量程的差压变送器,其只能保障工艺流刹时流量≥20 t / h 时,流量计的切确度在 1. 0% 之内,工艺刹时流量越靠近上限,流量计偏差越大,6 t / h 时流量计的不肯定度可高达8. 347 6% ( 在及时逐点运算弥补的环境下) ,远远超越了计量仪表许可的不肯定度。为此,斟酌增添一 台 L 膜 盒 的 差 压 变 送 器,测 量 量 程 0. 5 ~ 10 kPa,经由过程引入一台低量程差压变送器,可大幅度进步量程低段的差压丈量精度,进而进步量程低段的流量丈量精度。在该计量点接纳的双量程差压式蒸汽计量处置打算后节省装配计较成果见表 1。
双差背叛省装配计较成果
该计量处置打算实行后,从 2017 年 11 月夏日至 2018 年 7 月夏日时代,动力汽锅装配减温减压外排高压蒸汽刹时流量数据统计见表 2。
冬夏差别季候蒸汽流量动摇环境
阐发表 2 数据: 从月均匀刹时流量看,夏日蒸汽流量在 49 ~ 69 t /h 之间动摇,夏日蒸汽流量在 16 ~ 28 t /h 之间动摇; 从日均匀刹时流量看,冬夏差别时候段用户热负荷动摇差别,蒸汽流量变更规模较宽,即便在蒸汽管网冬、夏热负荷动摇极大的环境下,也能切确检测到低于 6 t /h 的蒸汽流量。双量程差压式蒸汽流量计量处置打算,使全数体系的丈量量程比到达 20∶1,且保障全量程丈量不肯定度优于 1. 0% ,降服了低差压旌旗灯号(偶然没法测得差压旌旗灯号) 所引发的偏差,如许就处置了大批程环境下小流量丈量不切确的题目,保障其全量程的计量切确度在 ± 1. 0% 之内,完成宽量程、高精度丈量,处置了因为季候性、间歇性用汽等缘由管网蒸汽负荷动摇大环境下的切确丈量坚苦,完成了 “大管径、宽量程、小流量”蒸汽的切确丈量。
 
该计量处置打算实行前后三年炼油区高压蒸汽体系计量均衡差率环境见表 3。
蒸汽体系计量均衡差率
表 3 数据标明,双量程差压式蒸汽流量计量处置打算的实行,使公司高压蒸汽管网均衡差率获得有用降落。 
 
1. 2 多参量双向流蒸汽计量检测体例
公司催化裂化、提早焦化、持续重整等装配蒸汽母管与体系管网之间呈互供状况,蒸汽单管双向互供,客观上形成了计量和能耗核算的坚苦。惯例处置体例是在统一条管线上装配正、反两套规范孔板遏制丈量,但常常直管段难于保障,压力丧失同样成倍增添,形成装配能耗额定增添,出格是进、出装配蒸汽流向发生改变后很难及时切确判定和计量检测,倒霉于出产运转节制和节能降耗。针对若何完成公司蒸汽管网统一管道中双向流蒸汽的及时切确丈量,以防止只计量装配外排蒸汽量 ( 产 汽 量) 而不计量装配耗损蒸汽量( 用汽量) 致使全数蒸汽体系丧失率偏高题目,本文研讨立异利用多参量双向流蒸汽计量检测体例,经济公道低本钱完成了公司局部出产装配存在的双向流蒸汽及时切确计量坚苦。
 
多参量双向流蒸汽计量优化打算的研讨利用以公司 120 万吨/年重油催化裂扮装配蒸汽计量为例。进、出装配3. 5 MPa 蒸汽和1. 0 MPa 双向流蒸汽计量检测体例利用表示如图 2 所示。
收支装配双向流蒸汽计量检测体例表示图
本文对该装配在 2017 年 6 月 15 日至 8 月 2 日从开车状况过渡到一般出产时代,对进、出装配两个标的目的1. 0 MPa 蒸汽和3. 5 MPa 蒸汽的日累计流量遏制了跟踪察看。完工时代进、出装配两个标的目的的流量趋向见图 3。 
进/出装配 3. 5 MPa 和 1. 0 MPa 蒸汽的流量趋向
图 3 显现,在 7 月 8 日完工时代,装配高压蒸汽流量由进装配输入体例完整改变为出装配输入体例的 “零”距离; 上面右图为收支装配中压蒸的流量趋向图,曲线清楚显现了装配由完工早期,完整引入体系中压蒸汽,改变为装配完工汽锅产汽后呈现充裕局部中压蒸汽外排体系管网的环境。完工时代装配耗损、外排 3. 5 MPa 和 1. 0 MPa蒸汽量统计环境见图 4 所示。 
装配耗损/外排 3. 5 MPa 和 1. 0 MPa 蒸汽量统计
图 4 标明,在装配完工早期,从 6 月 15 日 ~ 7 月 5 日时代,装配大批引入体系高压蒸汽和中压蒸汽,此时装配蒸汽流向全数为进装配标的目的。从 7 月 6 日起头,装配开车趋于一般,汽锅起头产汽,从体系管网引入的中压蒸汽量较着削减,并且有充裕中压蒸汽外排,装配已遏制从体系管网引入高压蒸汽,转为外排高压蒸汽。
 
多参量双向流蒸汽计量检测体例,简化了计量流程、削减了蒸汽压损,防止了野生切换操纵形成的蒸汽丧失及工艺危险。同时接纳集成化设想装配,将节省装配和差压变送器做成一体,仪表全体组装,处置了因仪表引压体系庞杂没法保障装配精度轻易发生各类附加丈量偏差的题目,使仪表的静态机能获得进步。该优化计量打算,处置了持久搅扰出产装配的进、出装配两个标的目的蒸汽的计量检测和能耗结算坚苦,既能知足计量精度请求,又能知足装配节能请求,是一种经济公道值得推行的计量检测体例。 
 
1. 3 一体化引压及时温压弥补集成化打算
最近几年来公司在蒸汽计量范畴,全体缺少对流量丈量新手艺、新装备的自立性研讨和立异性利用,致使出产现场蒸汽计量手腕单一、丈量精度偏低、手艺程度减趋掉队,与动力管控任务请求不顺应的题目。为此,本文摸索研讨在公司局部蒸汽交代计量点的流量计选型设想中,优先选用新一代差压式流量计等新装备,并综合利用一体化引压、多参量丈量组态、智能化运算模块、在线及时温压弥补、HART 通信和谈、集成扮装配等新手艺,以进步蒸汽丈量精度,削减蒸汽体系管网耗损。
 
一体化引压及时温压弥补集成化打算,处置了节省装配庞杂取压管装配工艺题目,将节省装配和差压变送器做成一体,不只延长了引压管线,保障了节省装配的装配精度,并且布局简化,因为接纳了特别的防冻布局,在丈量蒸汽时,不需伴热、保温及冷凝器,使布局大为简化,便于现场装配。同时集成化手艺完成了对现场差压、温 度、压力数据的主动及时收罗,能够对节省件的流出系数 C、流束可收缩系数 ε 等参数及时逐点运算,并遵守 IAPWS-IF1997 公式及时计较蒸汽 密度,保障全量程丈量不肯定度知足蒸汽计量精度请求。一体化引压集成体例与传统引压体例装配打算对照如图 5 所示。
一体化引压集成体例与传统引压体例装配打算对照
综合利用一体化引压及时温压弥补集成化打算,在公司化工区外接电厂 4. 5 MPa 蒸汽总线、化肥厂送化工区次高压蒸汽管网 3. 8 MPa 蒸汽总线、化肥厂送化工区次高压蒸汽管网 4. 1 MPa 蒸汽总线、乙烯厂接化工区次高压体系蒸汽总线、石化厂接化工区次高压体系蒸汽两条蒸汽总线上总计 6 个计量点,将本来的 6 台才能巴孔板流量计,更新革新为 6 台多孔均衡流量计 ( BFM) 新一代差压式流量计,并将一体化引压、集成化设想、智能化运算、多参量组态、及时弥补、HART通信等新手艺综合利用到 A + K 均衡流量计遏制一体化引压集成装配。利用理论标明,以 A + K 均衡流量计为节省装配,综合利用一体化引压集成装配打算,具备极高的合适性和较高的经济性。公司化工区 4. 0 MPa 次高压蒸汽体系管网的yongjiu压力丧失降落了 1 /3,节省件前后直管段削减 10% 至 20% ,蒸汽流量丈量精度进步到 0. 5% ,蒸汽体系管网的计量检测均衡率大幅进步,蒸汽管网体系丧失较着降落,由革新前的 20% 摆布大幅降落至10% 摆布,既知足蒸汽商业交代计量精度的请求,也大幅降落蒸汽耗损,发生较着的节能降耗和降本增效的成果。 
 
2 蒸汽计量优化打算利用成果
依靠最近几年来公司计量仪表完美名目打算的实行,本文研讨提出的双量程差压式蒸汽流量计量处置打算、多参量双向流蒸汽计量检测体例、一体化引压及时温压弥补集成化打算,在蒸汽计量范畴遏制了综合利用和具体理论。蒸汽计量优化打算在公司关头蒸汽计量点利用推行环境见表 4。
蒸汽计量优化打算利用推行环境
公司蒸汽计量优化打算利用推行实行前后的手艺程度、利用成果对照见表 5
蒸汽计量优化打算实行前后成果对照表
 
本文研讨提出的蒸汽计量优化打算推行利用,使公司蒸汽计量精度较着进步,蒸汽计量检测率获得进一步晋升,蒸汽计量丧失率较着降落,在利用理论中发生了杰出的利用成果,也获得了用户好评。
 
( 1) 蒸汽计量坚苦有用处置。一是立异利用双量程差压式蒸汽流量计量手艺打算,胜利完成了蒸汽流量大规模动摇环境下的切确计量题目,处置了炼油动力汽锅外排高压蒸汽南线、北线两条总线,存在的大管径、宽量程、小流量和大规模动摇环境下的切确丈量题目,使蒸汽计量数据检测率获得有用改良。二是立异利用多参量双向流蒸汽计量检测体例,胜利完成了特别环境下双向流蒸汽及时切确计量题目,经济公道、以很是低本钱处置了公司 120 万吨/年重催装配、80 万吨/年持续重束装配、120 万吨/年提早焦扮装配等 5条蒸汽线存在的搅扰出产优化调剂和计量检测的“双向流蒸汽的及时切确丈量题目”。
 
( 2) 蒸汽计量精度较着进步。蒸汽计量优化打算实行后,公司最近几年来更新革新或新装备的蒸汽计量装备,yongjiu压力丧失比传统差压式流量计降落了 1 /3,单台计量装备的计量精度进步了0. 5% ,由流量、温度、压力、差压所构成的全数蒸汽计量体系,其分解丈量不肯定度进步了 2% ,计量体系偏差到达并跨越煤油石化行业蒸汽商业交代计量精度规范。 
 
( 3) 蒸汽丧失率较着降落。蒸汽计量优化打算实行前,炼油区1. 0 MPa 和3. 5 MPa 蒸汽管网体系丧失年均 15% 摆布,每个月较大的蒸汽丧失摊派量影响装配能耗达标,也对炼油综合能耗目标影响较大,倒霉于动力邃密化管控; 化工区 4. 0 MPa蒸汽管网体系丧失每个月高达 20% 摆布,公司出产、计量办理局部和相干单元对该蒸汽管网屡次构造排查题目并整改,均没法完整处置,给乙烯厂各出产装配、石化厂 40 万吨/年芳烃抽提装配的蒸汽总量节制和能耗核算形成必然影响,月尾动力计量结算时对丧失量分派争议较大,倒霉于全身分本钱管控。
 
蒸汽计量优化打算实行后,按照现实环境综合利用多种计量优化手腕,在局部计量点立异接纳双差变宽量程计量打算,局部计量点立异利用多参量双向流计量检测体例,局部计量点立异利用一体化引压集成装配打算的均衡流量计 ( BFM) 新手艺,并在一切具备更新革新机会的蒸汽计量点,优先斟酌综合利用一体化引压、多参量丈量组态、智能化运算模块、在线及时温压弥补、HART 通信和谈、集成扮装配等新手艺,极大进步了蒸汽丈量精度,削减了蒸汽管网丧失,使炼油区蒸汽体系丧失率降落了 4% ,化工区次高压蒸汽体系丧失率降落了 10% 。 
 
3 论断
以双量程差压式蒸汽流量计量处置打算、多参量双向流蒸汽计量检测体例、一体化引压及时温压弥补集成化打算为首要手艺思绪,研讨提出的进步蒸汽计量检测率和切确性的计量优化打算,在公司蒸汽计量打算肯定、仪表选型设想、装配调试投用中遏制了胜利理论和推行利用。有用处置了在蒸汽切确计量方面存在的一些题目,极大地进步了出产现场蒸汽计量检测率,无力地批示了动力管控。同时蒸汽计量打算的优化,也极大地晋升了计量保障才能,保障蒸汽商业结算的公允公道,保护蒸汽供需两边正当权利; 进步蒸汽计量全体手艺程度,进一步进步了蒸汽计量切确性,降落了蒸汽体系丧失,对降落出产装配蒸汽单耗、进步经济效益起到了较着成果,节能减排挖潜增效较着。本文提出的蒸汽计量优化打算,此后在各类工程名目、新建装配及改扩建装配、节能革新名目标蒸汽计量打算肯定、计量仪表选型、仪表装配调试投用中,能够进一步推行和利用,并对产业氛围、氮气等别的气体介质的计量体例体例的改良和优化也具备必然的鉴戒意思。
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