摘要：簡要介紹(shao)硫磺回收裝置(zhi)反應燃燒系統(tong)的基本工☂️藝⛷️原(yuan)理,重點對多孔(kong)平衡流量計 結(jié)構、特點和工作(zuò)原理進行系統(tǒng)性闡述,并針對(duì)硫磺🌍裝㊙️置含氨(an)酸性氣流量特(te)點提出了針對(dui)性的處理措施(shī)。長期穩定運行(háng)結果表明,平衡(heng)流量計穩定準(zhǔn)确測👈量性能在(zài)提高硫磺回收(shōu)硫産率的同時(shí),爲滿足超清潔(jie)排放的苛刻要(yao)求奠定了堅實(shi)基礎,對🈲實際生(sheng)産具有一定的(de)指🤞導作用。
0 引言(yán)
　　近年來,随着人(rén)們對環保要求(qiú)的日益提高,,同(tóng)時國☂️家也制👈定(ding)了更爲嚴格的(de)《GB31570-2015石油煉制工業(yè)污染物排放标(biāo)🛀🏻準》,該👅标準規定(ding)了作爲人口密(mì)集區域的硫磺(huáng)回收裝置的SO2排(pái)放值必須控制(zhi)不大于100mg/m3,硫磺回(huí)收裝⛱️置也由原(yuán)先相對粗放性(xìng)操作轉變爲精(jing)細化調節。因此(ci),隻有采用更爲(wèi)合理成熟的工(gong)藝,确保設備運(yun)行正常,才能在(zài)🈚滿足新的環保(bǎo)排放要求的同(tong)時,最大限度地(dì)保證硫回收率(lü)💯。作爲硫磺回收(shou)裝置來說,酸😄性(xìng)氣流量測量的(de)準确性至關重(zhòng)要,它直接關系(xì)㊙️到整個裝置硫(liú)磺的轉化效率(lǜ)以及後路尾氣(qi)♋達标排放。因此(ci),測量酸性氣流(liu)量的儀表應具(jù)備較高的可靠(kao)性、穩定性和測(ce)量精度。而傳統(tong)的 差壓流量計(ji) 以 孔闆流量計(ji) 和 楔形流量計(jì) 爲主流的測量(liàng)儀表,由于其結(jie)構簡單、安裝技(ji)術成熟以及技(ji)術💋性能穩定可(ke)靠,是目前國内(nèi)測量流量選用(yòng)差壓☀️式流量計(ji)的儀表設備。但(dàn)是,傳統式差壓(yā)流量計也有其(qí)固有的技術缺(quē)陷：對儀表安裝(zhuang)位置的前後直(zhi)管段有嚴格要(yào)求,至少要保證(zheng)🔴前10D～15D,後5D～10D（D爲儀表設(shè)備安裝的管道(dao)直徑）,儀表測量(liang)的精度比較低(di),永久壓力損失(shi)大和量程比太(tai)窄[1]。由于裝置現(xian)場各種因素,一(yi)般來講直管段(duàn)都難以滿足要(yào)求,矛盾更加突(tū)出的就是在大(da)💔管徑的管道上(shàng)安裝此類儀表(biao)設備。由于硫磺(huáng)裝置現場空間(jiān)的局限性,造成(chéng)原來直管段無(wú)法滿足要求,進(jin)而引起儀表測(ce)🧑🏾‍🤝‍🧑🏼量的穩定性和(he)準确性不高,從(cóng)而造成裝置的(de)硫磺轉化效率(lü)不理想,甚至有(yǒu)時候造成環保(bao)❓排放超标情況(kuang)。因此❓,涉及的硫(liú)磺裝置酸性氣(qì)流量計更新就(jiu)💚是根據現♉場前(qian)後直管段限制(zhì)⭐和流量計測量(liang)本體的安全☎️性(xìng)要求選取了新(xīn)型的差壓流量(liang)🔅測量儀表即多(duō)孔平衡流量計(jì),從目前使用情(qing)況來看,多孔平(ping)衡流量計徹底(di)解決了酸性氣(qi)流量🌐特别是含(hán)氨酸性氣的測(ce)量問題,爲裝置(zhi)的平穩生産和(hé)環保達☂️标排放(fàng)提供有力的技(jì)術支撐。
1 硫磺回(huí)收裝置反應燃(rán)燒系統工藝原(yuan)理
　　硫磺回收裝(zhuang)置的作用就是(shì)對煉油過程中(zhōng)産生的含‼️有H2S的(de)🥵酸性💁氣（清潔酸(suān)性氣、含氨酸性(xìng)氣）,采用适當的(de)工藝方♍法回收(shou)硫☀️磺,實現清潔(jié)生産,達到化害(hài)爲利,變廢爲寶(bǎo),降低污染,保護(hù)環境的目的,并(bìng)同時滿足産品(pin)質量要求,降低(di)腐蝕,實♉現裝置(zhì)長🌈周期安全生(shēng)産等諸多方面(mian)要求[2]。國内大多(duō)數硫磺回收采(cǎi)用📱常規克勞斯(si)工藝,常規克勞(lao)斯硫磺回收工(gong)藝是由一個熱(rè)反應段和🈲若幹(gàn)個♋催化反應🔴段(duàn)組成。即含H2S的酸(suan)性氣在反應燃(rán)燒☂️爐内用空氣(qi)進行不完全燃(rán)燒,嚴格控制風(fēng)量,使H2S燃燒📱後生(shēng)成🥵的SO2量滿足H2S/SO2分(fen)子💋比等于或接(jie)近2,H2S和SO2在高溫下(xià)反應生成元素(sù)硫,生成的元🧑🏽‍🤝‍🧑🏻素(su)硫經冷凝分離(li),達到回收的目(mù)的。
主要工藝反(fǎn)應方程：
H2S +3/2O2→SO2 + H2O?? （1）
2H2S +SO2→3/2S2 + 2H2O （2）
2NH3 + 3/2O2→ 3H2O + N2 （3）
硫磺回(huí)收酸性氣反應(yīng)燃燒爐的工藝(yi)流程如圖1所示(shi)。

2　多孔平衡流量(liàng)計原理及技術(shù)特點
　　多孔平衡(heng)流量計采用了(le)國際先進的對(dui)稱多孔結㊙️構設(shè)✨計,是目前先進(jin)的差壓式流量(liang)計。多孔平衡流(liu)量計🎯除具🔞有标(biāo)準節💁流裝置簡(jiǎn)單、可靠、安全、适(shì)用面廣等優🧑🏾‍🤝‍🧑🏼點(diǎn)之外,還具有精(jīng)度高、直管段要(yào)求低、量程比寬(kuan)、永久壓損小等(děng)優點；同時還克(ke)服了标準節流(liú)♻️裝置的雜物🔅滞(zhi)留、堵塞和邊緣(yuán)易磨損、維護和(he)檢定成本高等(děng)缺點。
2.1 多孔平衡(héng)流量計基本原(yuán)理
　　多孔平衡流(liú)量計和其它差(chà)壓式流量計都(dōu)是基于能量轉(zhuǎn)💘換的基本工作(zuò)原理,也就是多(duo)孔平衡流量計(jì)是在标準孔闆(pan)流💯量計的技術(shu)基礎上發展演(yan)變🔅而來的一項(xiang)新型節流式流(liu)量計。像标‼️準傳(chuan)統孔闆流量計(jì)一樣,多孔平💃🏻衡(héng)流量計遵循流(liú)體力學定律和(he)伯努利方🏃‍♀️程,即(ji)在理想工作狀(zhuang)态下,流體在管(guan)道🌍中的流量和(hé)☁️差壓的平方根(gēn)呈線性關系,然(ran)後⭕根據伯努利(lì)方程結合測得(de)的前後差壓值(zhi)就可以得到流(liu)體在管道中的(de)流量。通常而言(yan),傳統🔆标🏒準的孔(kong)闆流量計采用(yong)單孔設計的節(jiē)流模式,這樣經(jing)過孔闆節流後(hou)的流體流場難(nan)以達到理想的(de)平衡狀态[3]。然而(er),多孔平衡流量(liàng)計結合💯了🍓多孔(kong)整流器和标準(zhǔn)孔🈲闆的🤟測量原(yuán)理,多孔整流⭕器(qi)在節流闆中心(xin)一個圓孔的基(jī)礎上,對稱分布(bu)數量不等的圓(yuan)孔,這些圓孔的(de)分布和尺寸是(shì)根據測試數據(jù)而特殊設計的(de),當介質流過圓(yuan)孔時,流體被平(píng)衡☀️調整,渦流被(bèi)最小化,形成近(jin)似理想流體,從(cong)而将傳統的差(chà)壓🔞式流量計的(de)優勢發揮到極(jí)緻狀态,并通🌈過(guo)取壓裝置📱和變(biàn)送器,可獲得穩(wěn)定的差壓信号(hao),然後根♌據伯努(nu)利方程計算出(chu)流🥵體流過管道(dào)的體積流量或(huò)質量流量。而MBF系(xì)列多孔平衡流(liú)量計的流出系(xi)數、傳感器多孔(kǒng)孔徑位置、形狀(zhuàng)設計和開孔數(shù)量通過獨特的(de)研發數據演算(suàn),并對各種工況(kuang)進行優化,使測(ce)量精度、重複性(xìng)、量程比、永久壓(yā)損等綜合指标(biao)達到最佳,成爲(wei)目前先進的差(chà)壓式流量計。
2.2 多(duo)孔平衡流量計(ji)技術特點
　　測量(liang)範圍寬：多孔平(píng)衡流量計采取(qǔ)對稱多孔設計(jì)的♻️技術,突🤞破标(biao)準節流裝置的(de)測量局限,可以(yǐ)根據流體♈介質(zhì)的特🏃‍♂️性進行靈(ling)活多變的結構(gou)設計。一般㊙️來說(shuō),多孔平衡流量(liàng)計🏃🏻‍♂️的量程比達(da)到10:1,最高可達30:1的(de)量程比,雷諾數(shù)拓寬爲200～10000000,用在高(gao)流速度段節流(liu)特性🛀更佳。
　　短的(de)直管段要求：由(you)于能将流場快(kuài)速整流成近似(sì)🐪理👌想體,所以多(duo)孔平衡流量計(ji)對管道的前後(hòu)直管段的要求(qiu)也大大降低。同(tóng)🏃🏻‍♂️其它傳統差壓(ya)流量計相比,多(duō)孔平衡流量計(jì)的前直管段要(yao)求爲0.5D～2D,後直管段(duan)要求爲0.5D～1D（見圖2）,從(cóng)而使得現場安(ān)裝位置的選定(dìng)更加容易。因此(cǐ),多孔平衡流量(liàng)計簡化了現場(chǎng)配管的難🐅度,特(tè)别适合😄大口徑(jìng)管道的介質流(liú)體流量的測量(liàng)使用。

　　高(gāo)精度的測量性(xìng)能：由于多孔平(ping)衡流量計采取(qǔ)對稱多孔設計(jì)的技術,使通過(guo)圓孔後的流體(tǐ)的流場達到平(píng)衡,降低了孔闆(pǎn)流量計的渦流(liu)、振動和信号噪(zào)聲的缺點,從🌈而(ér)能基本消除🐪單(dan)孔節流原件帶(dai)來✉️的死區效應(yīng),降低了取壓區(qu)域渦流,也提高(gao)了取壓點的差(chà)壓信号信噪比(bǐ),從而也大大提(tí)高了流場穩㊙️定(ding)性,傳感器檢♈測(cè)精度也提高了(le)數倍；多孔平衡(heng)流量計的線性(xìng)度達到傳統孔(kong)闆流量計的10倍(bei)以上,多孔平衡(heng)流量計經實☂️際(jì)流量标定,儀表(biao)的測量精度可(ke)達到0.3%～0.5%精度等級(jí),完全❄️滿足煉🐉油(yóu)裝置苛刻生産(chǎn)工💜況的介質流(liu)量測量需求。
　　永(yǒng)久性壓損少：多(duo)孔平衡流量計(jì)采取對稱多孔(kong)設🔱計的技術,結(jié)⛷️構設計無死區(qu)效應,這種設計(jì)減少了紊流剪(jian)切力和渦流的(de)形成,在相同的(de)差壓值情況下(xia),多孔☎️平衡流量(liàng)計能😘将标準孔(kong)闆流量計因死(si)區渦流帶來永(yǒng)久壓損降低2～3倍(bei),可以大量節省(sheng)裝置運行過程(cheng)中的流體輸送(song)能源（見圖3）。

　　雙向流量檢測(cè)功能：多孔平衡(heng)流量計結構上(shang)采用雙向直孔(kǒng)的設計技術,左(zuǒ)右完全對稱結(jié)構,可方便測量(liàng)雙向流（見圖4）。并(bing)且節流件厚度(du)突破了标準孔(kǒng)闆的限🎯制,比标(biāo)準孔闆結構更(gèng)安全,使🔞用壽命(mìng)更長,還可以進(jìn)行氣液兩相、漿(jiang)料、含少量固體(tǐ)顆粒介質📞的測(ce)量。

　　高穩定性(xìng)能：多孔平衡流(liú)量計采取對稱(chēng)多孔設計☁️的技(ji)術,使通過圓孔(kǒng)後的流體的流(liu)場達到平衡,平(ping)🧑🏾‍🤝‍🧑🏼衡後的流場大(da)幅度降低了流(liu)體介質與節流(liú)原件的直接摩(mó)擦。因此,流體介(jie)質在通過圓孔(kong)節流後下遊形(xing)成的渦流小,從(cong)而信号穩定性(xìng)好。相比于多孔(kong)㊙️平衡流量計,其(qi)它類型的标準(zhun)差壓式節流儀(yi)表在🔅節流件後(hou)形成的渦流較(jiao)長,容易産生高(gao)幅和低頻波動(dong)信号幹擾,這些(xie)幹擾信号會對(duì)‼️節流原件的差(cha)壓變送器的測(cè)量值造成幹擾(rǎo)。
　　自清潔、耐髒污(wū)介質：多孔平衡(heng)流量計采取對(duì)稱多孔設💞計的(de)🏃‍♀️技術原理,這種(zhǒng)平衡設計減少(shao)了紊流剪👉切力(li)🍉和渦流的形成(cheng),從而🔞大大降低(di)了滞留死區的(de)現象,保證髒污(wu)介質可以順利(lì)通過多個孔,減(jiǎn)小了流體孔被(bei)堵塞的機會。因(yin)此,多孔平衡流(liú)量計基本🏃‍♀️上無(wu)需任何維護,就(jiu)可以保持高精(jīng)度的測量效果(guǒ),而傳統标準孔(kǒng)闆流量計則需(xū)要定期維護清(qīng)洗的繁重工作(zuò)☔量。
　　經濟節能：多(duō)孔平衡流量計(ji)由于具有較高(gao)的測量精度,所(suǒ)以可💚作爲貿易(yi)計量結算使用(yong),從而節約了因(yin)計🈚量不準确🐉而(ér)造成的貿易結(jie)算損失；多孔平(píng)衡流量計的永(yǒng)久性壓損😍小。因(yīn)此,就節約了流(liú)體介質在輸送(song)過⚽程中的能量(liàng)損失,從而也就(jiù)降🚶‍♀️低了成本🔴；前(qian)後管道的直管(guan)段長度要求比(bi)較短,也就節省(shěng)了工藝管道材(cai)🔴料和施工費用(yong)；長🙇🏻期穩定性運(yun)行,無邊緣磨損(sun),延長了檢定周(zhōu)期,節約了檢定(ding)費用。
3　多孔平衡(héng)流量計在酸性(xing)氣測量中的應(yīng)用
　　酸性氣流量(liang)測量的準确性(xing)對硫磺回收裝(zhuang)置至關重要,它(tā)直接關系到整(zheng)個裝置硫磺的(de)轉化效率以及(jí)後路尾💃🏻氣達标(biao)排放。但是,在實(shí)際應用中,對酸(suān)性氣（特别♉是含(han)氨酸性氣）的流(liú)量測量始終是(shì)硫磺裝置的難(nán)點問題。由于含(hán)氨酸性氣的工(gong)藝組分的特殊(shū)性,H2S組分僅占到(dao)總量的💃三分之(zhi)一不到,剩下的(de)三分之二主要(yào)是水汽、氨氣以(yǐ)及少量的氫烴(tīng)類🔴物質㊙️組分,并(bing)且NH3在接近85℃有水(shuǐ)分✍️存在的情況(kuang)下,極容易形成(cheng)铵鹽結晶。常規(gui)标🔞準孔闆流量(liang)計對📱含氨酸性(xing)氣進行測量時(shi),孔闆節流孔對(duì)含氨酸性氣進(jin)行阻攔,極易在(zai)孔闆節流孔中(zhong)心産生铵鹽集(ji)結現象；并且✌️,含(hán)氨酸性氣在管(guǎn)道壁由于受到(dao)管道阻力的影(ying)響,流體介質在(zai)靠近管壁附🏃‍♀️近(jìn)流🈲速減慢,這樣(yang)也極易形成铵(ǎn)鹽集結現象,從(cong)而,孔闆流量計(ji)的🏃正取壓口附(fu)近産生的铵鹽(yán)就👌會對取壓信(xin)号形成幹擾,含(han)氨👣酸性氣流過(guo)節流孔後,産生(shēng)的渦流也向管(guǎn)壁作波動性發(fā)散,也會對孔闆(pǎn)流量計的負取(qǔ)壓口信号産☀️生(sheng)幹擾。因此,孔闆(pǎn)流量計的測量(liang)精度也就會大(dà)打折扣。而多孔(kong)平衡流🛀量計采(cǎi)用多孔對稱設(she)計技術,使得含(han)氨酸性氣能夠(gou)順利通過節流(liú)孔✍️流過,從而避(bì)免了铵鹽集結(jie)的可能性,铵鹽(yan)無法集結也就(jiù)對多孔平衡流(liú)💔量計取壓信号(hao)的幹擾大大降(jiàng)✊低,也提高🔞了酸(suan)性氣流量測量(liang)的精度。

　　含氨酸性氣測(cè)量所采用多孔(kǒng)平衡流量計的(de)正負取壓口都(dou)是DN25的法蘭連接(jie)形式,一旦引壓(yā)管線出現故障(zhàng),可以直接和測(cè)量本體部分隔(gé)離開來,并且上(shang)端的引壓管線(xiàn)♊也采用特定傾(qīng)🌈斜自流角度設(she)計理念,即使含(han)氨酸性氣🚩存在(zài)氣液兩相情況(kuang)下也不會聚集(jí),再加上多孔平(ping)衡流量計測量(liang)部分本體以及(ji)♻️引壓管線都用(yong)蒸汽伴熱形式(shi),從而保證含氨(ān)酸性氣一直保(bǎo)持在氣相狀态(tài),含氨酸性氣也(yě)就無法形成㊙️铵(ǎn)鹽結晶的可能(néng)性。另外,爲了便(bian)于日後維護方(fang)便和人員的安(ān)全性出發,在多(duō)孔平衡流量計(ji)的正負引壓管(guan)線上設置有三(sān)🐉通,一路爲引壓(yā)管線,一路爲日(rì)常吹掃維護管(guǎn)線,這✉️樣設計既(jì)有利于儀表日(rì)常維護,也不影(yǐng)響裝置日⁉️常正(zheng)常👄生産。最後,也(ye)是最關鍵的一(yī)🐅個決定性因素(sù),就是含氨酸性(xing)🚶氣流量測💃🏻量的(de)流量計的前後(hou)直管段受現場(chǎng)場地的限制,原(yuán)設計的前後直(zhi)管段㊙️相當短（前(qian)✌️5D,後2D）,再加上當初(chū)含氨酸性氣流(liu)量測量選用的(de)是 V 錐流量計 ,而(er)由于V錐流量計(ji)先天設計缺陷(xian),測量本體的錐(zhuī)體容易脫落,存(cun)在很大的安全(quán)風險。因此,對含(han)氨酸性氣流量(liàng)測量的V錐流量(liang)計進行更新,就(jiu)必須考慮前後(hou)直管✏️段限制和(he)流量計測量本(běn)體的安全性,經(jīng)過綜合性技術(shù)分析和安全評(ping)估,更新含氨酸(suan)性氣流量測量(liang)的V錐流量計進(jin)行重新選型,最(zuì)終決定選用多(duo)孔平衡流量計(ji),多孔平衡流量(liàng)計的技術特點(dian)既滿足流量🚶‍♀️計(jì)前後直管段限(xian)制,又能确保流(liú)量計測量本體(ti)的安全性,還🔴能(néng)滿足新的環保(bǎo)排放标準對硫(liu)磺裝置含氨酸(suan)性氣流量測🔴量(liàng)的可靠性、穩定(dìng)性🙇‍♀️和測量精度(du)的苛刻性能要(yào)求。
4 結束語
　　酸性(xing)氣流量測量的(de)準确性,特别是(shi)含氨酸性氣的(de)🙇🏻流量準确⁉️測量(liang)對硫磺回收裝(zhuāng)置至關重要,它(tā)直接關系到整(zheng)個裝置硫磺的(de)轉化效率以及(ji)後路尾氣♻️達标(biāo)排放。正是基于(yu)含🏃‍♂️氨酸性氣的(de)工藝特性以及(ji)現場對儀表設(shè)備的特殊要求(qiu)☁️,采用了多孔平(píng)衡流量計,徹底(di)解決了硫磺裝(zhuāng)置含氨酸性氣(qi)流量難以準确(què)測量的難🐇點。通(tōng)過一年多⛹🏻‍♀️的實(shi)踐證明,硫磺回(huí)收裝置反㊙️應燃(rán)燒爐在采用合(he)理成熟的工藝(yi)流程,并結合含(hán)氨酸性氣流量(liang)的穩定準确性(xing)🔴測量數值作保(bǎo)障,裝置硫磺的(de)轉化效率得到(dào)了大大地提升(sheng),同時裝置尾氣(qì)也能夠長期保(bao)持穩定的達标(biāo)排放。

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