摘要:楔式流量計(jì) 在使用中相對于(yu) 孔闆流量計 來說(shuo),對于同一種介質(zhi)的靜壓損失要減(jian)小較多,楔式流量(liang)計+ 雙法蘭變送器(qì) 的檢測方式,省掉(diào)了引壓管的鋪設(shè),從而節省了伴熱(rè)源的🐕鋪✨設和伴熱(rè)蒸汽的消耗,對于(yu)裝置整體能耗的(de)降低💃有一定的✨提(tí)高。但在實際運用(yòng)中,若生搬✉️硬套安(an)⚽裝規範，則有可能(néng)因取壓方式選取(qǔ)不适合工況而導(dao)緻儀表示值不準(zhun)，如🐆介質是液态時(shi),按照規範取壓口(kǒu)安裝在管線低部(bù)或水平🤞45°以下,楔塊(kuai)與♈取壓口一般💜保(bao)持同側,也在管線(xiàn)的水平45°以下☁️部位(wèi),這樣當介質通過(guò)時其内部包含的(de)雜質顆粒便會因(yin)爲楔塊的阻抑,逐(zhu)♍漸在楔式流量計(ji)底部内腔中沉澱(diàn),容易堵塞取壓口(kǒu),導緻測量失真,因(yīn)此現場安裝一定(dìng)要結合實際工況(kuang)優化調整。
0引言.
　　楔(xiē)式流量計非常适(shì)合測量黏稠、含顆(ke)粒物的介.質,某煤(méi)化🈲工企業油品加(jiā)工裝置的重柴油(yóu)和含蠟介質管線(xian)計💃🏻量均采用👄楔式(shì)流量計來測流量(liang),但在開車過程中(zhong)經常發生計量不(bú)準問題,嚴重時甚(shèn)至DCS無指示，導緻工(gōng)藝人員無法監控(kòng),很大程度影響對(dui)油品質量的控制(zhi)和産量調整。作者(zhě)通過對楔式流量(liàng)🈲計測量原理和所(suo)測介質特性🔴進行(hang)分析,發現取壓口(kǒu)的選擇對楔式流(liú)量計測量正确率(lǜ)影響較大,并随之(zhī)進行了優化。
1楔式(shì)流量計
　　楔式流量(liang)計是20世紀80年代開(kāi)始應用的一種新(xīn)型節😄流裝置。它具(ju)有結構簡單、堅固(gu)耐用、操作簡便、适(shì)用性強等特點,而(er)🤞且具有高的精度(dù)和可靠性,特别适(shì)用于高黏度、低雷(lei)諾數流體;對于介(jiè)質清潔、或者黏度(dù)高、腐蝕🔴性的介質(zhi)🐆,以及蒸氣、料漿、氣(qì)體/空氣等介♊質均(jun)能保持流量與差(cha)壓的平方根成😘正(zheng)比的關系。介質黏(nian)度達到3000厘泊也不(bú)會影💃🏻響楔式流量(liàng)計🔴的測量精度。以(yi)🌈往使用的節流裝(zhuāng)置如孔闆、噴嘴和(hé)文丘🔞裏管等,當雷(lei)諾數小☔于10000以下時(shí),流量與💯差壓平方(fang)根就無法保持線(xiàn)性,而且随着雷諾(nuò)數降低,正比關系(xì)的偏差會越來越(yuè)大,緻使測量精度(dù)受到嚴重的影♉響(xiang),而楔式流💞量計雷(léi)諾數最📞低可達300厘(li)泊,在這樣極寬的(de)範圍内流量和差(cha)壓始終成🛀正比關(guan)系,流量系數呈線(xian)性狀态。因此楔式(shi)流量計與傳統流(liu)量計相👈比更适合(he)測量一些黏稠和(hé)含雜質較多的介(jiè)質流量,如油品裝(zhuang)置的蠟.石腦油、油(yóu)漿、原油，煤化工裝(zhuang)置🌈的氣化黑水、灰(huī)水碳黑溶液以及(ji)兩相流體等。
1.1楔式(shì)流量計測量原理(lǐ)
　　楔式流量計是利(lì)用帕努利原理,将(jiāng)截面成V形的楔塊(kuài)放入✔️工藝管道中(zhong)而構成的一種新(xin)型節流裝置,通過(guo)楔塊産生差壓，當(dang)流體通過楔式流(liú)量計時，由于楔塊(kuai)的節流作用,在楔(xiē)塊前、後側會産生(shēng)了一個與體積流(liu)量值成平方關系(xì)的差壓，該差壓正(zhèng)比于質量或體積(ji)流量。此差壓信号(hào)通過膜盒傳送到(dào)差♈壓變送器,差💛壓(ya)變送器通過計算(suan)就會得出與差壓(ya)🈲成平方關系的4~20mA信(xìn)🧑🏾‍🤝‍🧑🏼号,經顯示屏或DCS即(ji)⚽可顯示出流量💃🏻值(zhí)。楔塊--般安裝在管(guǎn)道的上部,它的圓(yuán)滑頂角朝下,這樣(yang)有利于含懸浮顆(kē)🈲粒的液🌏體或黏稠(chóu)液體及髒㊙️污介質(zhi)順利通過,不會在(zai)節流件上遊側産(chǎn)生滞流。對同一管(guan)徑,不同的楔比🔞H/D(楔(xie)🚶塊.開口高度H和管(guǎn)道直👄徑D之比)可得(de)到不同的典型流(liu)量✏️範圍。楔式流量(liang)計工作原理如圖(tu)1所示。
 
1.2楔式(shi)流量計特點
　　楔式(shi)流量計結構簡單(dan)、可靠、無可移動部(bu)件與易損部件📞,耐(nài)😄磨性好,長期運行(háng)精度高。經标定的(de)楔式流量計流量(liàng)系數基本誤差在(zài)±0.05%以内,重複性好、穩(wen)定性好、可靠性高(gao)、壽命長、成本低及(ji)安裝維護方便;結(jie)構獨特,無沉積、不(bu)堵塞,适用範圍⭕廣(guǎng),除應用于常規的(de)🌈氣體液體、蒸汽外(wai),特别适用于黏度(dù)高、混合液易結晶(jing)、高含塵氣體及含(han)固體顆粒液體、漿(jiang)狀液體,如水🧑🏽‍🤝‍🧑🏻煤漿(jiāng)蠟、渣油油漿、黑水(shuǐ)、廢水等的流體測(cè)量,具有自清潔能(neng)力,無滞流區👅。
　　另外(wài)楔式流量計+雙法(fǎ)蘭變送器的檢測(cè)方式，省掉🌈了引壓(ya)管的鋪設,從而節(jie)省了伴熱源的鋪(pu)設和伴熱蒸汽的(de)消耗🔞,楔式流量計(jì)的取壓接口可與(yu)表體和工藝管線(xian)進行整體保溫,通(tong)過流體本身的熱(rè)源保證楔式流量(liang)計冬🐉季的防凍措(cuò)施,節省了裝置的(de)💞蒸汽能源消耗和(hé)冷凝水排放,對于(yú)裝🍉置整體能耗🆚的(de)降低有一定的提(tí)高。
2油品加工介質(zhì)
　　油品加工裝置是(shì)以費托合成裝置(zhì)穩定重質油和合(he)格蠟低溫👈油洗單(dan)元的油洗石腦油(you)爲原料,在高溫高(gao)壓、氫氣以及催化(huà)劑的作用下進行(hang)烯烴飽和以及含(hán)氧化物的脫出反(fǎn)應,生産柴油組分(fèn)、重柴油、粗石腦油(yóu)、尾油等産☀️品。其中(zhong)重質油的凝點30℃左(zuǒ)右、壓力2.7MPa、密度682kg/m3、溫度(dù)125℃,重質油中有少量(liàng)催化劑粉末;合格(gé)蠟的介質溫度📧180℃、壓(yā)力0.6MPa、密度870~900kg/m3、凝點在57~63C;油(yóu)洗石腦油的㊙️介質(zhì)密度780~970kg/m3、壓力0.64MPa、溫度52℃、沸(fei)點20~160℃;尾油的介質密(mì)☀️度729kg/m3、溫度.210℃、壓力0.5MPa;重柴(chái)油的介質密度636kg/m3、溫(wen)⚽度266℃、壓力0.5MPa;柴油組分(fèn)的介質密度720kg/m3、壓力(lì)0.5MPa;粗石✊腦油的介質(zhi)💃🏻壓力1MPa、溫度30℃。
3原因分(fen)析
　　根據對油品加(jiā)工裝置介質和工(gong)況的綜合分析，流(liu)量計不✂️準的💋可能(neng)因素有4點:
1)重質油(yóu)/蠟中攜帶的少量(liang)催化劑固體顆粒(lì)，裝置長周期運行(hang)一🐪段時間後,催化(hua)劑顆粒會逐漸沉(chen)積到流量計的取(qǔ)壓口,從而堵塞取(qǔ)壓口，造成無法正(zheng)常檢測壓力,緻使(shǐ)流量計測量失真(zhen);同時還會沖刷磨(mo)損楔塊,改變前後(hòu)壓差,造成測量不(bu)準[4]。
2)由于重質油/蠟(là)的凝點較高,每次(ci)檢修後再次投運(yun)時因管道中的重(zhòng)質油流速較慢,伴(ban)熱管線溫度較低(dī)等因素📐,重質油經(jīng)常有部分凝固的(de)情況發生，凝固塊(kuài)經過取壓口時就(jiù)會堵塞取壓口或(huo)者将楔塊包裹,導(dǎo)緻💚流量計無法準(zhǔn)确測量。
3)由于介質(zhì)中含有氫元素(氫(qīng)離子),流量計的膜(mo)盒材質是不🔞鏽鋼(gang),膜盒長時間與帶(dai)氫介質接觸,帶氫(qīng)介質會不斷稀釋(shì)出氫離子🏃🏻‍♂️，氫離子(zi)會逐漸滲透到膜(mo)片背面,并在背🔴後(hòu)慢慢聚集成氫氣(qì),這些氫氣反向滲(shen)透速度🛀慢于整箱(xiāng)速度,最終會把膜(mó)片🐉鼓起導緻遠傳(chuan)密封件的報廢。
4)差(chà)壓取樣位置有問(wen)題，也是最關鍵問(wèn)題,原始安裝時按(àn)照《自動化儀表工(gong)程施工及驗收規(gui)範》等通用性儀表(biao)安🆚裝規範進行安(ān)裝,即測量氣體介(jie)質的取壓口在管(guan)道的水平45°以上，測(ce)量液體介質的取(qǔ)壓口在管道的㊙️水(shui)平45°以下,測量髒污(wū)介質的取壓口在(zai)管🙇‍♀️道的中部位置(zhì)。油品加工裝置的(de)産品基本都是液(ye)🈚體,因此楔式流量(liàng)計取壓口都在水(shui)平45°以下部位安裝(zhuang)，但是因楔式流量(liang)計的楔塊在表體(ti)内腔分布不是均(jun1)勻的,取壓口一🔴般(bān)都是按設計固定(ding)在楔塊焊接處的(de)前後上方,測量液(ye)體時,如果取壓口(kou)在管道的水平45°以(yi)下，那麽楔塊也在(zai)管線的水平45°以下(xià),這樣🔱會造成流體(tǐ)要從楔塊的上方(fāng)流過。這種測量方(fang)式下流體内介質(zhì)雜質顆粒會因楔(xie)塊的阻抑而逐漸(jiàn)在楔式流⁉️量計的(de)下部表體内腔沉(chén)積，時📐間久了就有(you)堵塞楔塊前方取(qǔ)🤩壓口的可能性,易(yi)造成流量計👉測量(liàng)失真。另外,部分油(you)品中本身就含有(yǒu)催化劑顆🈲粒,因此(ci)容易堵塞,造成測(ce)量失真;部分油🙇‍♀️品(pǐn)雖然是液态,但.是(shì)輕質組分(如氫氣(qi))很容易稀釋出氣(qi)體,會在取壓口聚(ju)集從而隔絕測量(liàng)膜盒,同樣會造成(chéng)測量失真。
4優化方(fāng)案
1)因重質油和蠟(là)中含有催化劑顆(kē)粒,且此催化劑顆(ke)粒無法根本消除(chú),長期随着介質流(liu)動對楔塊有一-定(dìng)的磨損，因此對楔(xiē)塊進行硬化處理(li)，表面噴塗0.1~0.3mm厚💚的碳(tàn)化鎢材料,将硬度(dù)提高至HC55以上。
2)針對(dui)變送器膜盒氫滲(shèn)問題,将所有含氫(qīng)介質的變送🐕器膜(mo)盒接液材質全部(bù)更換爲黃金膜片(piàn)或金剛⛱️膜片,防止(zhǐ)氫離子滲透進膜(mo)盒裏面,避免膜盒(he)鼓包,消除變送器(qì)零漂或者假值問(wen)題;同時将矽油更(geng)換爲耐高溫(-30~315℃)矽油(you),防止矽油受熱膨(peng)脹或蒸🚶‍♀️發。
3)儀表伴(ban)熱與工藝伴熱分(fen)開,以便伴熱總站(zhàn)單獨設🔆立,懸👨‍❤️‍👨挂禁(jìn)動牌,防止工藝人(rén)員誤關伴熱,确保(bao).伴熱質量,并在根(gen)部閥處增加帶溫(wēn)控器的電伴熱,确(que)保裝置異常情況(kuàng)時伴熱不間斷,防(fáng)止蠟介質凝固。
4)根(gen)據實際情況，選擇(ze)合适的取壓口，重(zhòng)質油和合格蠟⛷️等(deng)🛀含有🛀少量催化劑(ji)的19台單對楔式流(liú)量計取壓口設🏒計(ji)之🏃🏻初爲斜向下取(qu)壓,運行時容易沉(chen)澱雜物堵塞取♋壓(ya)口,嘗🤟試向上取壓(ya),但是容易💋集氣,最(zui)終選取爲水平取(qǔ)壓;油洗石腦油和(hé)尾油、柴油等介質(zhì)的24台雙對楔式流(liu)量計設計取壓口(kǒu)朝上,運行時經常(chang)集氣,維護時需要(yào)經常排氣,排氣存(cún)在介質外🔞漏風險(xian)，外漏的介質滴到(dao)保溫棉易引起火(huǒ)災,最終選爲調向(xiang)爲斜下45°取壓,确✂️保(bǎo)介質流過時能與(yǔ)膜盒充分接觸,保(bao)證測量的正确率(lǜ),排污時用桶接液(yè)防止介質滴到可(ke)燃物上引起着🐉火(huo)。
5)在取壓閥與雙法(fǎ)蘭連接部件之間(jian)設置排污洩壓⛹🏻‍♀️(放(fang)空)閥,要求儀表人(ren)員定期排污或排(pái)氣。排污閥出口再(zai)加一段帶彎頭排(pái)污管(防止噴濺),排(pái)污洩壓(放空)閥還(hái)可以在流量計校(xiào)準過程中保證正(zhèng)負雙法蘭之間的(de)受壓一-緻,确保校(xiao)準可靠,同時保證(zheng)維修人員的安全(quan);另外若雙法蘭變(biàn)送器損壞需要更(geng)換㊙️,通過排污洩壓(yā)閥門]能夠判斷取(qǔ)壓一次閥門]是否(fǒu)滲漏。
5優化效果
1)優(yōu)化前加氫減壓塔(ta)加熱爐8路進料流(liu)量在2025年12月某🏃‍♀️-天🌈24h的(de)測量折📧線圖如圖(tú)2所示。
 
2)優化後加氫(qing)減壓塔加熱爐8路(lu)進料流量在2025年12月(yue)某--天24h的👌測量⭐折線(xian)圖如圖3所示。
 
3)優化(hua)前由于43台楔式流(liu)量計測量不穩定(dìng)性,導緻油品加工(gōng)裝置加氫、加氫裂(lie)化單元部分二級(ji)聯鎖及自動控制(zhi)回路✍️無法投用，嚴(yan)重影響工藝操作(zuo)。通過一系列優化(hua)措♋施的實施,油品(pǐn)加工裝置的楔式(shì)流量計已經測量(liang)穩定❤️,聯鎖及自動(dòng)控制回路全部具(ju)備投用條件🥵,有效(xiao)保證了🌈工藝操作(zuò)和緊急狀态下🌍的(de)聯鎖可靠動作。
6結(jié)論.
　　楔式流量計在(zai)裝置運行中相對(dui)于孔闆流量計,.抗(kàng)髒🌈污、可自清潔、運(yùn)行精度高、差壓值(zhi)穩定、壓損小.量程(cheng)比寬、直🏃🏻管段要求(qiu)小，能夠測量雙向(xiang)流,性能好維護,維(wei)修工作量🔅大大減(jian)少,符合🏃🏻目前企業(yè)高效環.保節能的(de)要求。但是,任何測(cè)量儀表都不是萬(wàn)能的,即🏃使國家規(guī)範也不一定适合(hé)所有工況，對于測(cè)量過程出現的具(ju)❓體問題要根據實(shí)際情況針對性進(jin)行優化,因此當在(zai)裝🐆置運行過程中(zhōng)發現測量儀表不(bú)準時，不可直接否(fou)定某一類測量儀(yí)表,應綜合考慮材(cai)質、取壓方式、介質(zhi)成分、溫度和壓力(li)等多方因素,并借(jie)鑒類似裝置使用(yòng)經驗,進行改造優(yōu)化，提高儀表适應(ying).性,确保計量正确(què)💯率。

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