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阿牛巴流量计在催化裂化装置蒸汽计量中的应用

来源: 中国石油大庆石化公司炼油厂 作者:李 明 发布日期:2020-05-19

 摘要:炼油厂使用孔板流量计对生产装置的蒸汽进行测量。由于炼油工艺条件的多变性使孔板法兰连接处易泄漏、难更换。文中阐述了阿牛巴流量计的工作原理和特性,并与孔板流量计的特性进行比对,同时分析了使用阿牛巴流量计对催化裂化蒸汽进行计量的优越性。

 
      目前国内大部分炼油厂使用孔板流量计对重油催化裂化装置 3.6 MPa蒸汽进行计量,生产工艺发生变化时易导致孔板法兰连接处发生泄漏。而装置处于生产过程中只能用带压注胶的方法解决泄漏问题。由于孔板安装位置在10 m的工艺管排上,泄漏介质又具有高温高压特性,给维修带来风险。而带压注胶后的孔板流量计运行一段时间会再次泄漏,造成生产装置能源损失和运行风险。阿牛巴传感器因压力损失小、良好的抗堵性、不受磨损影响、无泄漏、精度高、重复性好、测量范围宽、拆装简便、耐高温高压等特性,可利用原工艺管线开孔安装,从根本上解决用孔板流量计测量蒸汽而发生的跑、冒、滴、漏等长期运行问题。阿牛巴传感器阻力损失小,可降低运行和维修成本。
 
 1 阿牛巴流量计特点和测量原理
1.1 阿牛巴流量计特点
      (1)结构简单,强度更高。阿牛巴流量计传感器由一整块抗高温、耐腐蚀材料加工而成,无焊点,具有长久耐用性能。 
      (2)免维护的流量传感器。阿牛巴流量计传感器的选材和结构特殊,对磨损基本可忽略不计,并不会发生磨损、腐蚀、变形;阿牛巴流量计传感器的安装需要在工艺管线上打同心孔,使传感器垂直穿出工艺管线,不会变形、扭曲、震动。因阿牛巴流量计传感器是T型结构,取压点在传感器下游,上游的T型柱体结构能防止下游的传感器取压孔被堵塞的问题,符合免维护流量传感器的标准。阿牛巴流量计传感器因耐磨损、免维护的特点,从根本上解决了用孔板流量计测量蒸汽而发生的跑、冒、滴、漏等问题。
 
       (3)实用性强、对安装要求简单。阿牛巴流量计传感器的安装需要在工艺管线上打同心孔,使传感器垂直穿出工艺管线,加之阿牛巴流量计传感器结构和选材特殊,在流体高速冲击下不会因传感器变形、扭曲、震动对测量数据产生影响。量程比是仪表非常大测量范围值和非常小测量范围值之比,量程比越大越能满足因工艺变化造成蒸汽流量波动的测量要求,减少频繁更换仪表的工作量和库存备用表的数量。阿牛巴流量计的量程比可达20:1,而孔板流量计的量成比仅为4:1。
 
      孔板必须与管道垂直,且允许非常大不垂直度不超过±1°;孔板开孔须与管道同心;所选垫片不能超过 0.5 mm,并不能突出至管壁内侧;孔板安装位置要保证前 10D、后 5D 的直管段。阿牛巴流量计传感器安装时非常大允许偏差为±3°,安装位置保证前5D、后2D的直管段即可。 
 
      (4)阿牛巴流量计与孔板相比较,压力损失小,仅为孔板的5%以下,随着管径增大,阿牛巴yongjiu压损可忽略不计[4]。年损耗蒸汽压力折算成电能消耗需数万元,用孔板流量计测量压力损失引起额外耗电量和电费,天数按 360 d 计算,电价按0.5元计算,额外耗电量和电费计算,结果见表1。
孔板流量计测量蒸汽流量中不同的压力损失而引起的额外耗电量和电费
      由表 1 可见,孔板压力损失为 20 kPa、介质为瞬时流量5 000 m3/h的蒸汽时,年运行费用为12万 元。若用阿牛巴流量计测量,按压损为孔板5%计 算,年运行费用仅为0.6万元,减少费用11.4万元。 
 
      (5)稳压补偿的一体化安装。蒸汽流量的真实值随温度、压力变化而变化 , 因此需要通过温度和压力的补偿来提高测量精度。孔板流量计需要在工艺管线上安装温度变送器和压力变送器,将测量数据一同传回操作室 DCS,再由 DCS 运算得到补偿后流量。而阿牛巴流量计把温度传感器内置在其传感器腔体内。只需在工艺管道上开 1 个安装阿牛巴流量计的孔,可同时取得测量流量所需数据,实现了稳压补偿的一体化安装。
 
 1.2 阿牛巴流量计的原理
      阿牛巴流量计是由阿牛巴流量传感器和差压变送器2个部分组合而成,结构见图1。
阿牛巴流量计
      阿牛巴流量计属于差压式流量计,通过测量流体上游与下游压差,经计算达到测量的目的。
 
      根据伯努利原理,流量计算公式为:流量计算公式
 
      式中 Qm—质量流量,kg/h;k—传感器系数;d—所测介质管道内直径,mm;△p—压差,kg/m²;ρ—介质密度,kg/m³。 
 
2 结束语
      由阿牛巴流量计的测量原理和结构与孔板流量计的特点比较可看出,阿牛巴流量计在 3.6 MPa蒸汽计量上的应用,从根本上解决了用孔板流量计测量蒸汽而发生的跑、冒、滴、漏等问题。利用阿牛巴流量计压力损失小的优点,每年可降低成本 11.4万元人民币。另外,阿牛巴流量计耐磨损、抗堵性能和一体化安装的优点,不需要单独维护论蒸汽流量计,既减少了投资又提高了蒸汽计量的准确度。该重油催化裂化装置采用阿牛巴流量计替代孔板流量计,从近两年运行情况看,阿牛巴流量计用于蒸汽流量计量降低了装置运行成本。

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