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Wv-pJ系列夾套結(jié)構(gòu)滿管式抗振型渦街流量計(jì) 在易凝結(jié)酸性氣體測量中的成功案例
在煉油企業(yè)生產(chǎn)運(yùn)行過程中，由于環(huán)保要求提高，同時為了提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益，要對作為副產(chǎn)品的酸性氣進(jìn)行回收，因此酸性氣的流量檢測變得必不可少。
該氣體測量的主要難題在于：酸性氣中含有氣態(tài)硫，在管道輸送過程中流體自然冷卻，當(dāng)溫度低于硫的沸點(diǎn)后，就會出現(xiàn)氣態(tài)硫凝結(jié)成液態(tài)、粘稠的液體，并混合流體中的各種固態(tài)雜質(zhì)，附著在流量計(jì)的接液表面，堵塞流量計(jì)用于檢測的的孔/隙，改變流量計(jì)接液部件的外形及尺寸，導(dǎo)致流量計(jì)無法測量。
對于差壓式流量計(jì)而言，導(dǎo)壓孔/管堵塞將會使得差壓無法傳遞，最終導(dǎo)致無法檢測，因此差壓式流量計(jì)在此類測點(diǎn)已經(jīng)被公認(rèn)不宜選用。
對于普通渦街流量計(jì)來說，對機(jī)械振動干擾敏感的致命缺陷在此將更為突出：由于低壓輸送的酸性氣密度低，并且流速低，這都會導(dǎo)致流量信號極其微弱，易于湮沒在振動干擾之中。
同時，氣態(tài)硫因管線輸送的溫降，產(chǎn)生凝液甚至結(jié)晶，附在渦街流量計(jì)接液表面，改變發(fā)生體的輪廓，破壞產(chǎn)生卡門渦街的條件，致使測量失敗。
也有采用美國某知名公司的超聲波氣體流量計(jì)的方案，但是由于該設(shè)備單臺售價數(shù)十萬，企業(yè)負(fù)擔(dān)非常重，并且對超聲波流量計(jì)而言，也同樣存在污物粘附后測量誤差不斷加大直至無法檢測的情況。因此行業(yè)內(nèi)將這個測點(diǎn)列為困難測點(diǎn)，迄今為止未找到合適的解決方案。
由于我公司的渦街流量計(jì)在研發(fā)時確定的最主要目標(biāo)是大幅度提升流量計(jì)的現(xiàn)場適應(yīng)能力，尤其是制約渦街流量計(jì)的主要問題——對振動干擾敏感的問題，獲得遙遙領(lǐng)先的重大突破，所以在此類測點(diǎn)中，振動干擾問題可以圓滿解決，但是粘附的問題依舊存在，對此問題，我公司通過研發(fā)，設(shè)計(jì)出夾套結(jié)構(gòu)：向夾套內(nèi)接入不超過350℃的蒸汽等高溫流體，保證流量計(jì)所有接液表面溫度高于氣體沸點(diǎn)溫度，阻止接液表面出現(xiàn)凝液或結(jié)晶，避免由此產(chǎn)生的破壞測量條件的情況。
研發(fā)出來第一代產(chǎn)品后，在進(jìn)行在線紅外成像檢測中發(fā)現(xiàn)：如果僅在夾套中通蒸汽，由于不銹鋼材質(zhì)傳熱較差，通過夾套傳給渦街發(fā)生體的熱量不足，再加上渦街發(fā)生體處于流速最高區(qū)域，流體對其產(chǎn)生強(qiáng)烈散熱作用，即使管道內(nèi)壁沒有粘附，渦街發(fā)生體也可能出現(xiàn)嚴(yán)重粘附，同樣導(dǎo)致無法產(chǎn)生卡門渦街，最終導(dǎo)致測量失敗，針對這一問題，我們研發(fā)了全新的的全夾套結(jié)構(gòu)：對發(fā)生體內(nèi)部直接通入蒸汽，并且安裝流量分布閥，根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況分配流經(jīng)夾套和發(fā)生體的蒸汽比例，使得內(nèi)壁和發(fā)生體溫度均衡，所有部件溫度都遠(yuǎn)高過硫的沸點(diǎn)，杜絕凝結(jié)/結(jié)晶的發(fā)生。以此降低、乃至消除清掃維護(hù)。
此外，為了用戶安裝方便，我產(chǎn)品的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)可以根據(jù)現(xiàn)場蒸汽來源方向，在現(xiàn)場自由選擇蒸汽接點(diǎn)，避免因蒸汽來源方向與入口位置不一而導(dǎo)致的復(fù)雜接管。
下圖為我公司夾套結(jié)構(gòu)流量計(jì)外形示意圖
南京某石化集團(tuán)被這一問題困擾多年，該集團(tuán)煉油廠15萬噸/年的硫磺回收裝置中采用克勞斯工藝，需要對其中的酸性氣進(jìn)行準(zhǔn)確計(jì)量，由于普通差壓式流量計(jì)已公認(rèn)難以測量，該用戶曾選用英國某公司的渦街流量計(jì)，安裝初期使用正常，幾個月之后誤差開始變大，到最后徹底沒有顯示。在檢修時打開查看，發(fā)現(xiàn)流量計(jì)各部位均吸附著大量結(jié)晶固體，用重物敲擊都無法剝落。
根據(jù)用戶描述和現(xiàn)場情況的了解，主要難點(diǎn)在于：
1. 流體中存在大量氣態(tài)硫，在輸送過程中溫度不斷降低，一旦低于沸點(diǎn)，就會凝結(jié)為粘稠的液態(tài)硫，同時吸附其他固體雜質(zhì)，在短時間內(nèi)改變渦街發(fā)生體拓?fù)渫庑?，?dǎo)致無法產(chǎn)生卡門渦街，所測數(shù)據(jù)完全沒有意義。
2. 常規(guī)的排污反吹無任何效果，即使停車檢修也難以清除粘附的污物。
測點(diǎn)情況如下：
流體類型：酸性氣
管道口徑：DN200 流量：1000~3820m3/h 溫度：40℃ 壓力：0.058MPa
根據(jù)以上條件，我公司根據(jù)核算，選用Wv-pJ系列夾套結(jié)構(gòu)滿管式抗振型渦街流量計(jì)，一舉獲得成功。下圖為現(xiàn)場照片。
安裝以后運(yùn)行穩(wěn)定，用戶認(rèn)為測量有效，但提出流量有一定偏差，建議我公司調(diào)整量程。由于我公司明確規(guī)定：禁止“湊數(shù)”，隨即派人到現(xiàn)場對流量計(jì)的運(yùn)行進(jìn)行全面檢測，檢測發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場存在低頻振動，由于頻率極低，人難以感知，所以被用戶誤判定為沒有振動。但我們的信號處理系統(tǒng)能夠完全抑制該干擾，得到正確渦街信號。
同時，現(xiàn)場信號分析確定：卡門渦街發(fā)生正常、信號處理正常、流量計(jì)輸出的工況體積流量準(zhǔn)確，與DCS示值比對，發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)不和，檢查DCS組態(tài)發(fā)現(xiàn)：DCS中溫壓補(bǔ)償公式錯誤，用戶更改后，示值吻合，也得到工藝專業(yè)的確認(rèn)，檢測初步獲得成功。
經(jīng)過一段時間的運(yùn)行，示值準(zhǔn)確，精確度無變化。
總結(jié)：
1. 我公司產(chǎn)品在任何場合禁止調(diào)整參數(shù)來迎合實(shí)際流量，因?yàn)槲夜惊?dú)有的在線檢測手段，可以在流量計(jì)現(xiàn)場運(yùn)行中，判斷誤差原因及誤差量值，給出相應(yīng)的整改措施和處理方案，標(biāo)準(zhǔn)的檢測流程如下：
是否正確產(chǎn)生了卡門渦街。
信號處理是否正確。
DCS/二次表設(shè)置是否正確
2. Wv-pJ系列產(chǎn)品在此場所的應(yīng)用成功，直接證明了我公司所研發(fā)的全夾套結(jié)構(gòu)的效能，目前在其他用戶的類似現(xiàn)場，也已獲得大量成功，包括：
尿素裝置的尿液流量檢測
三聚氰胺原料氣流量檢測
己內(nèi)酰胺流量檢測。
苯酐裝置中的結(jié)晶介質(zhì)檢測
……
Wv_pJ系列滿管式抗振型全夾套結(jié)構(gòu)渦街流量計(jì)突出特點(diǎn)在于：
1. 繼承Wv_p系列國際先進(jìn)的抗振、量程比、低壓損、低直管段需求性能，展現(xiàn)優(yōu)異的現(xiàn)場適應(yīng)能力。
2. 與眾不同的夾套結(jié)構(gòu)：并非簡單的對流量計(jì)流通管進(jìn)行夾套加溫，而是同時對于渦街發(fā)生體進(jìn)行加溫，并可現(xiàn)場調(diào)整流流通管與發(fā)生體的熱量分配，形成合理的接液表面溫度分布，不僅可杜絕凝結(jié)/結(jié)晶的發(fā)生，也因此降低加溫介質(zhì)的需求。但也因此引發(fā)制造困難、廢品率居高不下，成本過高的問題，對此，我們已展開攻關(guān)，力爭向用戶提供更具性價比的產(chǎn)品。