煤气流量计量仪表的选型与维护

流量计量在石化企业生产过程控制和计量核算中具有重要地位，特别是在注重能源节约、以提高经济效益为核心的今天，对流量计量的要求更为严格。选择合适的流量计量仪表在企业运行、维护和成本控制中

占有重要的地位，其经济效益非常显著。

 

一、测量难点与测量方式

焦炉煤气为焦化企业生产的副产品，其成份主要由氢气、一氧化碳和甲烷等构成。煤气中含有萘铵的水化合物和焦油，以及一定数量的尘埃。焦炉煤气在净化过程中都经过洗涤，因此一般水分含量都呈饱和状态，相对湿度为100%。这就造成了焦炉煤气流量选型中要注意以下特点：

1、流体静压低、流速低、流体密度小。

2、焦炉产出的煤气带焦油等黏稠物、及其它杂质，粘度比较大。

3、煤气中含有萘的水化合物，在低温的时候萘容易结晶析出。

4、流体湿度高，有的测量对象还带少量水，在管道底部作分层流动。

根据焦炉煤气的以上特点可知在现有的流量仪表中虽然可以测量气体流量的仪表种类很多，但由于煤气的成份复杂，杂质较多导致测量煤气流量的理想仪表几乎找不到。由于流体静压低、流速低所以不适合选用涡街流量计。由于含有焦油等杂质也不适合用涡轮流量计。所以现在测量焦炉煤气流量的仪表主要是以差压流量计为主。

 

二、山焦煤气计量仪表的现状

山焦集团是对煤进行深加工的大型焦化企业，共有6座炼焦炉，炼焦过程中所产焦炉煤气的测量仪表主要有孔板流量计、V锥流量计和德尔塔巴流量计。由于孔板流量计的量程比小以及维护量大，现我厂煤气管道的的孔板流量计逐渐由V锥流量计和德尔塔巴流量计所取代。因焦炉煤气的产气量大，管道口径有的达到DN1200,用V锥流量计计量不仅安装维护成本高，价格也相当可观。因此我公司在大管径上改造上全部选用德尔塔巴流量计。以下是这三种流量计在焦炉煤气管道上运行过程中的特点：

孔板差压流量计

孔板分为同心孔板和圆缺孔板，通常情况下，建议选用同心孔板。因为焦炉煤气杂质含量多、沉淀物多，易将孔板下端孔径堵塞，不仅计量误差比同心孔板明显，且易对煤气供应产生影响?？装宓挠诺闶蔷檬视?，平时检修维护时间短。缺点：孔板量程比小(1：3)压损大、孔板处管道易堵塞，检修工作量大，器停产、管道吹扫、拆除、清洗、焊接。

V锥流量计

V锥流量计的优点：量程比大(1：10)、具有对流体流动状态的整流功能，因此仅需要极短的直管段（通常上游2~3D,下游1~2D)具有良好的准确度（0.5~1.0%)和重复性(0.1%)；流量计特有结构所形成的边界层效应，使节流件关键部位不会磨损，因此可以保持几何尺寸长期不变，因此能长期稳定工作而无须标定。平时检修维护时间短。缺点：压损大，V锥锥体与管壁之间间距太小，特别容易造成局部堵塞；V锥锥体如果与管道焊接不牢固容易脱落；检修工作量大，需停产、管道吹扫、拆除、清洗、焊接。

德尔塔巴（巴类）流量计

巴类流量计的优点：压损小，量程比宽(1：10)，可在煤气不间断的情况下安装、拆除、和维护，能随时保证一次元件的准确性。缺点：差压?。ㄍǔＶ挥屑赴貾a),特别是焦炉煤气密度轻，差压流量计差压与密度成反比，密度越轻，差压越??；另焦炉煤气中含有萘、焦油等杂质，特别是冬天萘的结晶易吸附在巴体上，造成正、负压室测量孔堵塞；由于焦炉煤气中水份大引压管也容易被水滴堵住。

 

三、仪表选型应用问题及建议

我公司选用的V锥流量计和德尔塔巴流量计基本上满足了的工艺生产的需要但是在仪表运行过程中还是出现了一些问题：

1、V锥流量计在运行中锥体与管道焊接不牢固造成锥体脱落。

2、V锥流量计测压孔堵塞、节流件尺寸改变，严重的甚至造成煤气不能在流量计流通。

3、不带吹扫装置的德尔塔巴流量计取压孔堵塞。

这主要是由选型、安装和维护的不合理造成的，争对以上问题在选型安装与维护上提出以下建议：

V锥流量计

1、V锥流量计在结构形式上锥体的焊接质量要求高。因V锥里装有焊接的锥体，如果V锥的质量不合格，锥体支架焊接不合格造成了支撑力不够则极易在运行及不规范的检修维护（如管道的吹扫)过程中会发生锥体脱落，甚至会造成事故。如：近期中石化某炼油厂因V锥流量计的锥体脱落后，在高流速的作用下使锥体冲击管线，造成管线破裂，氢气流出造成爆的设备损坏。所以在选型过程中选管道法兰式V锥流量计，（它的节流件与测量管体是一体结构，把要求严格的管体与节流件组装焊接在一起)这样V锥体的焊接由制造厂家来完成焊接方式要求严格，焊接相对牢固在正常的运行和维护中锥体不容易脱落。

2、当被测流体太脏或含有大量粉尘颗粒等杂质时，常规的V锥流量计也不能有效的防止取压孔被堵塞?？梢匝∮酶慕偷腣锥流量计（塔型流量计），该流量计针对焦炉煤气中含有萘铵的水化合物和焦油，以及尘埃等杂质有针对性的对V锥流量计做了以下改进：

(1)针对焦炉煤气中焦油的粘附，研制出了“具有不粘涂层的V形锥流量计”。使取压孔不被堵塞、流量计测量内壁不粘附焦油，使流量计能长期保持准确测量。

(2)针对焦炉煤气中萘、水分在节流件和测量管内壁结晶、冻结，研制出“具有加热功能的V形锥流量计”。

(3)在压力、温度波动较大的工艺管道上选用带温压补偿V锥流量计。

(4)在变送器的选择上应选用高精度的差压变送器。

德尔塔巴（巴类）流量计

1、巴类流量计是实现在多点同时测量的均速管流量计，其工作原理是测量管道中流体平均总压与节流杆背流或下游静压之差，以求得流体的流速再乘以管道截面积而获得流体体积流量。由于它的结构简单、安装维护方便，在大口径气体流量测量时被大量使用，但是由于由：它在工况条件变化较大时实际测量精度会远远低于计算值。焦炉煤气中的焦油、萘的结晶粉尘极易吸附在巴体上，造成正、负压室测量孔堵塞，插入杆（节流件）与管道不能保证完全垂直所带来的误差，也是不能修正和避免。总测压孔插入管道处于管道偏心状态不易控制，从而也会带来测量误差。针对上述情况我公司在决定选用巴类流量计后经过反复考证ZUI终确定在大口径焦炉煤气流量计量中选用德尔塔巴流量计。该流量计克服了普通巴类流量计差压小，引压孔容易堵及精度低等问题，较同类型仪表具有以下特点：

(1)德尔塔巴流量计在保证压损小、精度高的同时，引压孔达到8毫米，使探头具有自清洗的防堵功能。当被测介质含有高密度尘埃物质时，可以配套在线吹扫装置，以保障恶劣工况下的正常使用。

(2)独特的探头截面设计，使德尔塔巴具有压损小、差压大的效果；探头有明显的高低压分界点和加速段，使流体产生平均3倍的加速效果，因此可以产生大而稳定的差压。

2、根据焦炉煤气的特性在选用德尔塔巴流量计时应选用带吹扫装置的一体化探头。

3、选用高精度的微差压变送器。

 

四、现场维护要点

为了保证计量仪表的准确性除了要选择合适的测量仪表还要对现场仪表进行正确有效的维护如：

1、在对工艺管道吹扫时要拆除流量计进行吹扫，防止在吹扫过程中造成节流元件的损坏、脱落或使节流元件的位置发生偏移。

2、冬天要对流量计的伴热保温管线进行重点监控，保证流量计的正常工作。

3、应按照制造厂家的说明书，定期对差压变送器及二次仪表进行校准。

 

五、结束语

由于V锥流量计的压损约为孔板的1/3~1/2，德尔塔巴流量计的压损约为孔板的1/10。所以两种流量计的结合使用将极大的降低公司的运行成本。节能效果非常显著。流量计的准确计量，为企业生产节能降耗提供了可以量化的检测手段，在满足工艺要求的同时为企业本身节约了能源，创造了利润，同时也符合国家倡导的节能减排的产业政策。