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焦爐煤氣計量有哪些影響原因及解決辦法的研究

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一、問題的提出
某焦化廠投入運行后,在生產工藝不變的情況下,焦爐煤氣的計量數據波動較大,對每月的生產指標統計產生較大影響。焦化廠焦爐煤氣流量計計量數據不準確,得不到相關部門認可,貿易結算按照各用戶的分表進行結算,給焦化廠造成了較大的經濟損失。
 
二、焦爐煤氣流量計量的研究
針對焦化廠焦爐煤氣計量不準確的問題,公司工程技術人員從焦爐煤氣的特點、影響計量的主要因素入手,加深對焦爐煤氣計量的研究。
1.焦爐煤氣臟對焦爐煤氣計量的影響
焦爐煤氣本身含有萘、焦油、飽和水蒸氣、微塵雜質,其中的萘與焦油受溫度變化影響會在流量傳感器本體上形成結晶體與粘附,導致傳感器無法正常工作。
2.焦爐煤氣中的飽和水汽對焦爐煤氣計量的影響
焦爐煤氣中的飽和水汽隨溫度的變化而變化,繼而造成焦爐煤氣組分的變化。在實際的測量當中,一般是用工況條件對應的煤氣溫度的飽和煤氣密度換算為標況下的干煤氣密度進行積算,該部分的影響較大。
3.焦爐煤氣低流速限制對煤氣計量的影響
焦爐煤氣由于是靠風機輸送的工藝控制,焦爐煤氣管道一般都比較粗,因此其流速較低,帶來的后果是下限流量較高,下限誤差相對突出。
4.焦爐煤氣管道發生變徑對煤氣計量的影響
管道直徑是流量測量的一個重要因素,在設計節流裝置時,基本上都采用工藝提供的公稱名義管徑值,其實公稱名義管徑值與實際管徑值還是有誤差的,特別是卷管,公稱名義管徑值與實際管徑值有時差值還較大,造成計量誤差增大,測量的準確度難以達到設計要求。國標規定:用來計算節流件直徑比的管道直徑D值應為上游取壓口的上游0.5D長度范圍內的內徑平均值。該內徑平均值應是至少在垂直軸線的兩個橫截面內所測得內徑的平均值,內徑的數值(用于設計的管道內徑)應達到±0.3%。設計前zui好實測管徑,以減少計算誤差。焦爐煤氣管道在實際運行當中難免會造成管壁上粘附雜質,特別是水平管道底部時間久了會形成較嚴重的雜質沉積,造成煤氣管道的輸送管徑變小,流量計傳感器的幾何尺寸發生變化,嚴重影響計量儀表的準確度。
5.流量測量裝置的量程比不足對焦爐煤氣計量的影響
量程比是指一個流量計能確保給定的準確度和再現性的范圍內,所能測量的zui大流量和zui小流量之比。在選型時,必須準確的提供流體介質的流量范圍,選擇合適的量程比流量計量裝置。而不同的流量計允許的量程比是不同的,一般孔板流量計的量程比是1:3,彎管流量計的量程比是1:10.錐型流量計的量程比是1:15。對于量程比不足的情況,應采用大量程比的流量計。
6.上下游直管段不足對焦爐煤氣計量的影響
上下游直管段不足,會導致流體未充分發展,存在漩渦和流速分布剖面畸變。流速剖面畸變通常由管道局部阻礙(如閥門)或彎管所造成,而漩渦普遍是由兩個或兩個以上空間彎管所引起的。上下游直管段不足可以通過安裝流動調整器(整流)來調整,zui簡單有效的辦法是采用對上下游直管段要求較低的流量計。對于傳統的孔板流量計,其前后安裝直管段要求分別約為20D和5D,彎管流量計前后安裝直管段要求分別約為5D和2D,錐型流量計前后安裝直管段要求分別約為(0~3)D和(0~1)D。
7.差壓傳送誤差對焦爐煤氣計量的影響
一是零點漂移。差壓變送器安裝到現場投入使用時,往往發現零位輸出與在標準室校驗時的零位輸出不一致。這種零位輸出偏離稱為靜壓誤差。其調整方法是現場進行校準差壓變送器。二是引壓管的布置。引壓管的內徑與被測流體的性質和引壓管總長度有關焦爐煤氣引壓管的內徑一般為12mm左右。焦爐煤氣引壓管線應保證合理的坡度使管內可能出現的積水流回管道,引壓管線應定期檢查維護,確保無泄漏、無堵塞。
8.當地大氣壓對焦爐煤氣計量的影響流量計算方程中的壓力采用的是絕對壓力,如果不管所在地理位置的不同,一律將大氣壓按照0.1MPa進行計算,在工作壓力較低的時候將產生較大的誤差。
 
三、解決問題
1.流量計量儀表的正確選型
在選型方面,應考慮具有防堵、準確度高,量程比寬、維護量較小的流量計。經綜合比較,選用插入式V錐流量計作為測量傳感器。V錐流量計是一種新的差壓式流量計量裝置,其原理與其他差壓式流量計一樣,是經典的密閉管道中能量守恒原理和流動連續性原理,并具有自整流、自清洗、自保護功能;直管段要求極短,無積污、堵塞,可保持長期穩定性:錐體后端高頻低幅的小噪聲使測量下限相對很低,從而使量程比達15:1:其永久壓損只及孔板的1/3.和文丘里管相似。我們以焦爐煤氣的實測參數(如溫度、壓力、大氣壓、濕度、管徑、密度、zui大流量、常用流量、zui小流量等)為計算依據,安裝使用效果比較滿意,很大地提高了計量準確度。
2.流量計結構特性設計
針對焦爐煤氣本身的現有特性,為徹底解決結晶與粘附造成引壓孔堵塞,我們與流量計廠家進行協商,從測量裝置結構上進行改進,在傳感器內部嵌入較細蒸汽管路進行保溫,在正、負引壓管路接口處加裝蒸汽吹掃裝置,避免下線維護,從而消除氣體臟污對測量的影響。
3.選擇合適的安裝位置,解決管徑變徑的影響將流量計安裝在垂直管道,可以避免管道積水zui大程度的減少管道雜質的粘附,保證了計量儀表的準確性。
4.儀表的運行、維護,確保長期穩定、準確運行
在長期運行后無論管道還是節流裝置都會發生變化(如結垢、磨損、腐蝕等)。節流件是依靠結構形狀及尺寸保持信號的準確度,任何幾何形狀尺寸的變化都會給測量帶來誤差。因此對差壓變送器、壓力變送器進行定期校準,對傳感器進行定期清洗,確保流量計量裝置的準確性。
 
四、結束語
在發展循環經濟的同時,能源計量工作顯得尤為重要,對于我們從事能源計量、檢測儀表的工作者,應當不斷學習科技技術,不斷深入開展技術創新工作,采取zui優的計量方案,走可持續和節約型發展的道路,為企業的發展提供有力的技術支持。
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