[導(dǎo)讀] 在煉油廠生產(chǎn)過(guò)程中，如何對(duì)流量、溫度、壓力、組分隨機(jī)發(fā)生變化的高壓瓦斯組分進(jìn)行準(zhǔn)確的計(jì)量一直沒(méi)有很好的解決方案，本文介紹了專(zhuān)門(mén)用于高壓瓦斯計(jì)量的LUXZ旋進(jìn)漩渦智能流量計(jì)的測(cè)量原理及技術(shù)，對(duì)旋進(jìn)旋渦流量計(jì)兩種壓力損失的計(jì)算方法進(jìn)行了對(duì)比，找出了適合于中國(guó)石油哈石化分公司的計(jì)算公式。從而為變組分、流量和壓力及溫度實(shí)時(shí)波動(dòng)的煉廠高壓瓦斯的計(jì)量提供了新的解決方案。
中國(guó)加人WTO后，石油行業(yè)將受到巨大的沖擊，企業(yè)要生存，就要提高自己抗擊市場(chǎng)沖擊的能力，企業(yè)必須從外延發(fā)展向內(nèi)涵挖潛轉(zhuǎn)移，通過(guò)節(jié)能降耗、提高效益來(lái)增加競(jìng)爭(zhēng)力。做為煉化企業(yè)，高壓瓦斯計(jì)量的準(zhǔn)確與否對(duì)節(jié)能降耗工作的開(kāi)展至關(guān)重要。LUXZ旋進(jìn)漩渦智能流量計(jì)為煉化企業(yè)高壓瓦斯的計(jì)量提供了較強(qiáng)的技術(shù)支持。
1，旋進(jìn)漩渦流量計(jì)的結(jié)構(gòu)與原理
1.1結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
對(duì)于氣體的計(jì)量，由于其密度受溫度、壓力的影響較大，為了能準(zhǔn)確計(jì)量氣體介質(zhì)的體積流量，必須同時(shí)跟蹤檢測(cè)介質(zhì)的溫度和壓力，并將不同工況下的氣體流量轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下(P=101.325KPA，T=293.15K）的體積流量。隨著科技發(fā)展，旋進(jìn)漩渦流量計(jì)已由非智能型發(fā)展到智能型，功能進(jìn)一步完善，穩(wěn)定性也進(jìn)一步加強(qiáng)。下面簡(jiǎn)單介紹一下LUXZ系列智能旋進(jìn)漩渦氣體流量計(jì)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。
1.1.1流量計(jì)的結(jié)構(gòu)
LUXZ型旋進(jìn)漩渦流量計(jì)主要由以下四大部件組成：①旋進(jìn)漩渦流量傳感器，又由漩渦發(fā)生體、殼體、漩渦檢測(cè)組體、除旋整流器組成；①量積算儀，又由外殼、溫度接口、壓力接口、顯示窗口、輸出接口組成；③溫度傳感器組件；④壓力傳感器組件。
1.1.2主要特點(diǎn)
①集溫度、壓力、流量傳感器和智能流量積算儀于一體，可檢測(cè)工作介質(zhì)的溫度、壓力和流量，并進(jìn)行自動(dòng)補(bǔ)償和壓縮因子自動(dòng)修正，可直接檢測(cè)氣體的標(biāo)準(zhǔn)體積流量或飽和蒸汽的質(zhì)量流量。②無(wú)機(jī)械可動(dòng)件，不易腐蝕、可靠度及穩(wěn)定性好，長(zhǎng)期工作無(wú)須維護(hù)。③溫度、壓力以及流量等參數(shù)可顯示于LCD屏上，又可用4-20mA標(biāo)準(zhǔn)模擬信號(hào)輸出與自動(dòng)化系統(tǒng)接口。④機(jī)內(nèi)可憑內(nèi)置電池工作，又可由外接電源供電運(yùn)行。③具有防爆功能，可用于有爆炸性危險(xiǎn)的場(chǎng)所。
1.2工作原理
流量傳感器工作原理
旋進(jìn)漩渦流量計(jì)屬于速度式測(cè)量?jī)x表。它通測(cè)量與流量成正比的頻率信號(hào)，來(lái)測(cè)量流體的體積流量。進(jìn)入流量計(jì)的流體，通過(guò)漩渦發(fā)生器產(chǎn)生漩渦流，漩渦流在文丘利管中旋進(jìn)，至達(dá)收縮段突然節(jié)流使漩渦流加速。
LUXZ-B型流量計(jì)主要用于氣體的測(cè)量，計(jì)算儀中微處理器按照氣態(tài)方程進(jìn)行溫壓補(bǔ)償，并自動(dòng)進(jìn)行壓縮因子修正。
2，流量計(jì)的壓力損失
由于旋進(jìn)漩渦流量計(jì)通過(guò)節(jié)流段使漩渦流加速，因此必然存在著壓力損失的問(wèn)題。目前有兩種計(jì)算壓力損失的方法，現(xiàn)分別討論：
公式：ΔP= ρ/1.205×ΔP0 （1）
公式：ΔP=37×ρ× Q2/DN4 （2）
式中；ΔP-流量計(jì)的實(shí)際壓力損失，kPa；
ρ-工況下的介質(zhì)密度，ks/m3；
ΔP-標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，介質(zhì)為干空氣時(shí)的壓力損失，kPa；
Q-介質(zhì)流量，m2/s；
DN-管線的公稱(chēng)直徑，m；
在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，當(dāng)介質(zhì)為于空氣時(shí)，各規(guī)格流量計(jì)的壓力損失ΔP0可按圖2查出。
以哈石化分公司三套催化裝置為例，我們來(lái)計(jì)算漩渦流量計(jì)的壓力損失情況。已知三套催化裝置產(chǎn)于氣體的標(biāo)準(zhǔn)密度為0.897kg/m3，工作壓力為0.8kPa，介質(zhì)溫度為60℃，日產(chǎn)氣量為14.4萬(wàn)N m3/d，分別用上述兩種方法計(jì)算流量計(jì)的壓力損失。
其工況下的密度為
ρ=ρ0×（P/P0）× T0/T）=0.8974×（901/101）×（293/333）＝7.0439kg/m3
其工況下的瞬時(shí)流量為
Q=Q×（P0/P）×（T/T0）=（144000/24）×（101/901）×（333/293）＝764m3/h
根據(jù)公式，當(dāng)流量計(jì)口徑為160mm，查圖2得ΔP0已為10，則ΔP=ρ/1.205×ΔP0=7.0439/1.025 ×68.7kPa
根據(jù)公式，當(dāng)流量計(jì)口徑為100mm，ΔP=37×ρ0×Q2/DN4=37×7.0439×（76/3600）2/0.14＝1170.4kPa
而實(shí)際上，三套催化用于干氣體計(jì)量的旋進(jìn)漩渦流量計(jì)，目前的實(shí)際壓降為100kPa左右，利用公式（2）進(jìn)行壓力損失的計(jì)算，進(jìn)行儀表選型能夠與實(shí)際相符合。
3，使用過(guò)程中存在的問(wèn)題
（1）計(jì)量工藝流程存在的問(wèn)題
（2）壓力傳感器選擇不合適引起的誤差
（3）溫度、壓力傳感器零點(diǎn)漂移引起的誤差
（4）環(huán)境溫度的影響
4，為保證計(jì)量精度采取的措施和建議
（1）合理安裝嚴(yán)格按照流量計(jì)安裝要求進(jìn)行安裝。在氣質(zhì)中含有原油和微量顆粒雜的情況下，力爭(zhēng)垂直安裝，防止原油顆粒雜質(zhì)淤積在漩渦發(fā)生體內(nèi)，引起計(jì)量誤差。在冬季流量計(jì)殼體要進(jìn)行保溫，以免積液。如有積液現(xiàn)象要及時(shí)放水。
（2）對(duì)于壓縮機(jī)往復(fù)泵干擾造成的脈動(dòng)流采取遠(yuǎn)離干擾源頭計(jì)量是最有效的方法。如條件不允許的情況下可在往復(fù)壓縮機(jī)管道的適當(dāng)部位安裝孔板是消減現(xiàn)場(chǎng)管道內(nèi)壓力脈動(dòng)的有效措施。具體做法是在足夠容積的容器入口法蘭處安裝一恰當(dāng)尺寸的孔板把原管道中的駐波改換成行波，從而降低壓力脈動(dòng)達(dá)到減小波幅的效果。
（2）定期標(biāo)定：根據(jù)我公司實(shí)際情況，現(xiàn)用的旋進(jìn)漩渦流量計(jì)檢定周期為一年，對(duì)懷疑有問(wèn)題的流量計(jì)要及時(shí)標(biāo)定，以保證溫度、壓力傳感器及其它部件正常工作。
（3）加強(qiáng)計(jì)量?jī)x表的日常管理：定期檢查計(jì)量工藝流程狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)整改。