焦炉煤气计量有哪些影响原因及解决办法的研究

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一、问题的提出

某焦化厂投入运行后,在生产工艺不变的情况下,焦炉煤气的计量数据波动较大,对每月的生产指标统计产生较大影响。焦化厂焦炉煤气流量计计量数据不准确,得不到相关部门认可,贸易结算按照各用户的分表进行结算,给焦化厂造成了较大的经济损失。

二、焦炉煤气流量计量的研究

针对焦化厂焦炉煤气计量不准确的问题,公司工程技术人员从焦炉煤气的特点、影响计量的主要因素入手,加深对焦炉煤气计量的研究。

1.焦炉煤气脏对焦炉煤气计量的影响

焦炉煤气本身含有萘、焦油、饱和水蒸气、微尘杂质,其中的萘与焦油受温度变化影响会在流量传感器本体上形成结晶体与粘附,导致传感器无法正常工作。

2.焦炉煤气中的饱和水汽对焦炉煤气计量的影响

焦炉煤气中的饱和水汽随温度的变化而变化,继而造成焦炉煤气组分的变化。在实际的测量当中,一般是用工况条件对应的煤气温度的饱和煤气密度换算为标况下的干煤气密度进行积算,该部分的影响较大。

3.焦炉煤气低流速限制对煤气计量的影响

焦炉煤气由于是靠风机输送的工艺控制,焦炉煤气管道一般都比较粗,因此其流速较低,带来的后果是下限流量较高,下限误差相对突出。

4.焦炉煤气管道发生变径对煤气计量的影响

管道直径是流量测量的一个重要因素,在设计节流装置时,基本上都采用工艺提供的公称名义管径值,其实公称名义管径值与实际管径值还是有误差的,特别是卷管,公称名义管径值与实际管径值有时差值还较大,造成计量误差增大,测量的准确度难以达到设计要求。国标规定:用来计算节流件直径比的管道直径D值应为上游取压口的上游0.5D长度范围内的内径平均值。该内径平均值应是至少在垂直轴线的两个横截面内所测得内径的平均值,内径的数值(用于设计的管道内径)应达到±0.3%。设计前zui好实测管径,以减少计算误差。焦炉煤气管道在实际运行当中难免会造成管壁上粘附杂质,特别是水平管道底部时间久了会形成较严重的杂质沉积,造成煤气管道的输送管径变小,流量计传感器的几何尺寸发生变化,严重影响计量仪表的准确度。

5.流量测量装置的量程比不足对焦炉煤气计量的影响

量程比是指一个流量计能确保给定的准确度和再现性的范围内,所能测量的zui大流量和zui小流量之比。在选型时,必须准确的提供流体介质的流量范围,选择合适的量程比流量计量装置。而不同的流量计允许的量程比是不同的,一般孔板流量计的量程比是1:3,弯管流量计的量程比是1:10.锥型流量计的量程比是1:15。对于量程比不足的情况,应采用大量程比的流量计。

6.上下游直管段不足对焦炉煤气计量的影响

上下游直管段不足,会导致流体未充分发展,存在漩涡和流速分布剖面畸变。流速剖面畸变通常由管道局部阻碍(如阀门)或弯管所造成,而漩涡普遍是由两个或两个以上空间弯管所引起的。上下游直管段不足可以通过安装流动调整器(整流)来调整,zui简单有效的办法是采用对上下游直管段要求较低的流量计。对于传统的孔板流量计,其前后安装直管段要求分别约为20D和5D,弯管流量计前后安装直管段要求分别约为5D和2D,锥型流量计前后安装直管段要求分别约为(0~3)D和(0~1)D。

7.差压传送误差对焦炉煤气计量的影响

一是零点漂移。差压变送器安装到现场投入使用时,往往发现零位输出与在标准室校验时的零位输出不一致。这种零位输出偏离称为静压误差。其调整方法是现场进行校准差压变送器。二是引压管的布置。引压管的内径与被测流体的性质和引压管总长度有关焦炉煤气引压管的内径一般为12mm左右。焦炉煤气引压管线应保证合理的坡度使管内可能出现的积水流回管道,引压管线应定期检查维护,确保无泄漏、无堵塞。

8.当地大气压对焦炉煤气计量的影响流量计算方程中的压力采用的是绝对压力,如果不管所在地理位置的不同,一律将大气压按照0.1MPa进行计算,在工作压力较低的时候将产生较大的误差。

三、解决问题

1.流量计量仪表的正确选型

在选型方面,应考虑具有防堵、准确度高,量程比宽、维护量较小的流量计。经综合比较,选用插入式V锥流量计作为测量传感器。V锥流量计是一种新的差压式流量计量装置,其原理与其他差压式流量计一样,是经典的密闭管道中能量守恒原理和流动连续性原理,并具有自整流、自清洗、自?；すδ?直管段要求极短,无积污、堵塞,可保持长期稳定性:锥体后端高频低幅的小噪声使测量下限相对很低,从而使量程比达15:1:其永久压损只及孔板的1/3.和文丘里管相似。我们以焦炉煤气的实测参数(如温度、压力、大气压、湿度、管径、密度、zui大流量、常用流量、zui小流量等)为计算依据,安装使用效果比较满意,很大地提高了计量准确度。

2.流量计结构特性设计

针对焦炉煤气本身的现有特性,为彻底解决结晶与粘附造成引压孔堵塞,我们与流量计厂家进行协商,从测量装置结构上进行改进,在传感器内部嵌入较细蒸汽管路进行保温,在正、负引压管路接口处加装蒸汽吹扫装置,避免下线维护,从而消除气体脏污对测量的影响。

3.选择合适的安装位置,解决管径变径的影响将流量计安装在垂直管道,可以避免管道积水zui大程度的减少管道杂质的粘附,保证了计量仪表的准确性。

4.仪表的运行、维护,确保长期稳定、准确运行

在长期运行后无论管道还是节流装置都会发生变化(如结垢、磨损、腐蚀等)。节流件是依靠结构形状及尺寸保持信号的准确度,任何几何形状尺寸的变化都会给测量带来误差。因此对差压变送器、压力变送器进行定期校准,对传感器进行定期清洗,确保流量计量装置的准确性。

四、结束语

在发展循环经济的同时,能源计量工作显得尤为重要,对于我们从事能源计量、检测仪表的工作者,应当不断学习科技技术,不断深入开展技术创新工作,采取zui优的计量方案,走可持续和节约型发展的道路,为企业的发展提供有力的技术支持。

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