摘要：簡要介紹(shào)硫磺回收裝置(zhi)反應燃燒系統(tǒng)的基本工藝原(yuán)理,重點對多孔(kong)平衡流量計 結(jie)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(ān)👣酸性氣流量特(te)點提出了針對(dui)性的處理措施(shi)。長期穩定運行(háng)結果表明,平衡(héng)流量計穩定準(zhun)确測量性能在(zai)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(shí)基礎,對❗實際生(shēng)産具有一定的(de)指導作用。
0 引言(yan)
　　近年來,随着人(rén)們對環保要求(qiú)的日益提高,,同(tong)時國♈家也制定(dìng)了更爲嚴格的(de)《GB31570-2015石油煉制工業(yè)污染物排放标(biao)準》,該标準📱規定(dìng)了作爲人口密(mì)集區域的硫磺(huang)回收裝置的SO2排(pái)放值必須控制(zhì)不大于100mg/m3,硫磺回(huí)收裝置也由原(yuan)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(wei)合理成熟的工(gong)藝,确保設備運(yun)行正常,才能在(zai)滿足新的環保(bǎo)排放要求的同(tóng)時,最🌈大限度地(di)保證硫回收率(lǜ)。作爲硫磺回收(shōu)裝置來說,酸✍️性(xìng)氣流量測量的(de)❗準确性至關重(zhong)要,它直接關系(xi)📐到整個裝置硫(liú)磺的轉🤟化效率(lǜ)以及後路尾氣(qì)達标💰排放。因此(ci),測量酸性氣流(liú)量的儀表應具(ju)備較高的🌈可靠(kào)性、穩定🧑🏽‍🤝‍🧑🏻性和測(ce)量精度🈲。而傳統(tǒng)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(jié)構簡單、安裝技(ji)術成熟以及技(jì)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(jì)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(zhuāng)位置的前後直(zhí)🍓管段有嚴格要(yao)求,至🥰少要保證(zheng)前10D～15D,後5D～10D（D爲儀表設(she)備安裝🔞的管道(dào)直徑）,儀表測量(liàng)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(duan)都難以滿足要(yao)求,矛盾更加突(tū)出的就是在大(dà)管徑的管道上(shàng)安裝💁此類儀表(biǎo)✊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(wu)法滿足要求,進(jìn)而引起儀表測(cè)量的穩定性和(hé)準确性不高,從(cong)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(liu)磺裝置酸性氣(qì)流量計更新就(jiu)是根據現場前(qián)後直管段限制(zhi)和流量計測量(liàng)本體的安全🚩性(xing)♉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(ji),從目前使用情(qíng)況來看,多孔平(ping)✉️衡流量計徹底(di)解決了酸性氣(qì)流量特别是含(han)氨酸性氣的測(cè)量問題,爲裝置(zhì)的平☔穩生産和(hé)環保達标排放(fang)提供有力的技(ji)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(zhuāng)置的作用就是(shì)對煉油過程中(zhong)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(hai)爲🌈利,變廢爲寶(bǎo),降低污染,保護(hu)環境的目的,并(bing)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(duo)數硫磺回收采(cai)用常規克勞斯(sī)工藝,常規克勞(lao)斯硫磺回收工(gōng)藝是由一個熱(rè)反♉應段和若幹(gan)個催化反應段(duan)組成。即含H2S的✔️酸(suān)性氣在反應燃(rán)燒爐内用空氣(qì)進行不完全燃(rán)燒,嚴格控制風(feng)量,使H2S燃燒後生(sheng)成的SO2量滿足H2S/SO2分(fen)子比等于或接(jiē)近2,H2S和SO2在高♍溫下(xia)反💃🏻應生成元素(su)硫📱,生成的元素(su)硫經冷凝分離(lí),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(ying)燃燒爐的工藝(yì)流程如圖1所示(shi)。

2　多孔平衡流量(liàng)計原理及技術(shu)特點
　　多孔平衡(héng)流量計采用了(le)國際先進的對(duì)稱多孔結♍構設(she)計,是目前先進(jin)的差壓式流量(liàng)計。多孔平衡流(liú)量計除具有标(biao)⛷️準節流裝置簡(jiǎn)單、可靠、安全、适(shi)用面廣等優點(dian)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(deng)優點；同時㊙️還克(kè)服了💜标準節流(liu)裝置的雜物滞(zhì)留、堵塞和邊緣(yuán)易磨損、維護和(hé)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(cha)壓式流量計都(dōu)是基于能量🏃‍♀️轉(zhuǎn)🔴換的基本工作(zuo)原理,也就是多(duō)孔平衡流量計(jì)是在标準孔♈闆(pan)流量計的技術(shù)基礎上發展演(yan)變而來的一項(xiang)新型節流式流(liú)量計。像标⛷️準傳(chuan)統孔闆流量計(ji)一樣,多孔平衡(héng)流量計遵循流(liu)體力學定律和(he)伯努利方程,即(jí)在理想工作狀(zhuàng)态下,流體在管(guan)道🤞中的流量和(he)⭐差壓的平方根(gēn)呈線性關系,然(rán)後根據伯努利(lì)方程結合測得(dé)的前後差壓🐉值(zhí)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(kǒng)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(liang)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(bù)數量不等的圓(yuan)💁孔,這些圓孔的(de)分布和尺寸是(shi)根據測試數據(ju)而特殊設計的(de)☁️,當介質流過圓(yuán)孔時,流⭐體被平(ping)衡調整,渦流被(bèi)最小化,形成近(jin)似理☂️想流體,從(cóng)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(wen)定的差壓信号(hào),然後根據🤩伯努(nǔ)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(xi)列多孔平衡流(liu)量計的流出系(xì)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(suan),并對各種工況(kuàng)進行優化,使測(cè)量精度、重複性(xing)、量程比、永久壓(yā)損等綜合指标(biāo)達到最佳,成爲(wei)目前先進的差(chà)壓式流量計。
2.2 多(duō)孔平衡流量計(jì)技術特點
　　測量(liang)範圍寬：多孔平(ping)衡流量計采取(qu)對稱多孔設計(jì)的技術,突破标(biāo)準節流裝置的(de)測量局限,可以(yi)根據流體介質(zhì)的特性進😍行靈(líng)活多變的結構(gòu)設計。一般來說(shuō),多孔平衡流量(liang)計⛹🏻‍♀️的量程比達(dá)到🆚10:1,最高可達30:1的(de)量程比,雷諾數(shu)拓寬爲200～10000000,用在高(gao)流速度段節流(liú)特性更佳。
　　短的(de)直管段要求：由(yóu)于能将流場快(kuai)速整流成近似(sì)理想體💔,所♊以多(duo)孔平衡流量計(jì)對管道的前後(hou)直管段的要求(qiú)也大大降低。同(tong)其它傳統差壓(ya)流量計相比,多(duo)孔平衡流量計(jì)的前直管段要(yào)求♉爲0.5D～2D,後直管段(duàn)要求爲0.5D～1D（見圖2）,從(cóng)而使得現場安(an)裝位置的選定(dìng)更加容易。因此(ci),多💁孔平衡流量(liàng)計簡化了現場(chang)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(liang)使用。

　　高(gāo)精度的測量性(xìng)能：由于多孔平(píng)衡流量計采取(qǔ)對稱多孔💃設計(jì)的技術,使通過(guò)圓孔後的流體(tǐ)的流場達到平(píng)衡,降低了孔闆(pan)流量計的渦流(liu)、振動和信号💁噪(zào)聲的缺點,從🈲而(er)能基本消除單(dan)孔節🛀🏻流原件帶(dài)來的死區效應(ying),降低了取壓區(qu)域渦流,也提高(gāo)了取壓點的差(cha)壓信号信噪比(bǐ),從🥰而也大大提(ti)✔️高了流場穩定(dìng)性,傳感器檢測(cè)精度也提高了(le)數倍；多孔平⁉️衡(héng)流❓量計的線性(xing)度達到傳統孔(kong)闆流量計的10倍(bei)以上,多🌈孔❗平衡(héng)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(ji),完全🏃‍♂️滿足煉油(you)裝置苛刻生産(chǎn)工🎯況的介質流(liú)量測量需求🔴。
　　永(yǒng)久性壓損少：多(duō)孔平衡流量計(ji)采取對稱多孔(kǒng)設計的🌈技術,結(jie)構設計無死區(qū)效應,這種設計(ji)減少了紊流剪(jiǎn)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(liang)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(shěng)裝置運💞行過程(cheng)中的流體輸送(sòng)能🔆源（見圖3）。

　　雙向流量檢測(cè)功能：多孔平衡(héng)流量計結構上(shàng)采用雙向直孔(kǒng)的設計技術,左(zuo)右完全對稱結(jié)構,可方便🐆測量(liàng)雙向流（見♻️圖4）。并(bìng)🌈且節流件厚度(dù)突破了标準孔(kǒng)🛀闆的限🔞制,比标(biao)準孔闆結構更(geng)安全,使用壽命(mìng)更長,還可以進(jin)🤞行氣液兩相、漿(jiāng)料、含少量固體(tǐ)顆粒介質的測(cè)量。

　　高穩定性(xing)能：多孔平衡流(liu)量計采取對稱(cheng)多孔設計的技(ji)術👨‍❤️‍👨,使通過圓孔(kong)後的流體的流(liu)場達到平衡,平(píng)衡後的流場大(da)❓幅度降低了流(liú)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(xíng)成的渦流小,從(cóng)而信号穩❌定性(xing)好。相🔞比于多孔(kǒng)🌈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(hòu)形成的渦流較(jiào)長,容易産生高(gāo)幅和🈲低頻🤟波動(dong)信号幹擾,這些(xiē)幹擾信号會對(duì)♋節流原件的差(chà)壓變送器的測(cè)量值造成幹擾(rǎo)。
　　自清潔、耐髒污(wu)介質：多孔平衡(héng)流量計采取對(duì)稱多孔設計的(de)技術原理,這種(zhong)平衡設計減少(shao)了紊流剪切力(li)和渦流的形成(chéng),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(li)通過多個孔,減(jian)小了流體孔被(bèi)堵塞的機會。因(yin)此,多孔平衡流(liú)量計基本㊙️上無(wú)需任何維護,就(jiu)可以保持高精(jing)度的測量效果(guo)♻️,而傳統标準孔(kǒng)闆流量計則需(xu)要定期維護清(qing)洗的繁重工作(zuo)量。
　　經濟節能：多(duo)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(yīn)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(yong)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(liang)損失,從而也就(jiù)降低了成本；前(qián)後管道的直管(guan)段長度要求比(bǐ)較短👣,也就節省(sheng)了工藝管道材(cái)料和施工費用(yòng)；長期穩定性運(yun)行👅,無邊💔緣磨損(sǔn),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(ying)用
　　酸性氣流量(liang)測量的準确性(xìng)對硫磺回收裝(zhuāng)置至關🔅重要,它(tā)直接關系到整(zhěng)個裝置硫磺的(de)轉化效率以及(ji)後路尾📧氣達🧑🏽‍🤝‍🧑🏻标(biao)排放。但是,在實(shi)際應用中,對酸(suān)性氣（特别是含(hán)氨☂️酸性氣）的流(liu)量🙇‍♀️測量始終是(shì)硫磺裝置的難(nan)點問題。由于含(hán)氨酸性氣的工(gōng)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(yao)是水汽、氨氣以(yǐ)及少量的氫烴(tīng)類物質組分,并(bìng)且NH3在接近85℃有水(shui)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(liàng)計對含氨酸性(xìng)氣進行測量時(shí),孔闆節流‼️孔對(duì)含氨酸性氣進(jìn)行阻攔,極易在(zai)孔闆節流💃🏻孔中(zhong)心産生铵鹽集(jí)結現象；并且,含(hán)氨酸性氣在管(guan)道壁由🍓于受到(dao)管道阻力的影(yǐng)響,流體介質在(zai)靠近管壁附近(jìn)流速減慢,這樣(yàng)也極易形成铵(an)鹽💯集結現象,從(cong)而,孔闆流量計(ji)的🔞正取壓口附(fù)近産生的铵鹽(yan)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(sheng)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(kǒng)平衡流量計采(cǎi)用多孔對稱設(shè)計技術,使得含(hán)氨💃酸性氣能夠(gòu)順利通過節流(liú)孔流過,從🏃‍♂️而避(bì)免了铵鹽集結(jié)的可能性,铵鹽(yán)無🐕法集結也就(jiu)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(suān)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(dōu)♊是DN25的法蘭連接(jie)形式,一旦引壓(ya)管線出現故障(zhàng),可以直接和測(ce)🆚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(qing)🏃🏻斜自流角度設(she)計理🈲念,即使含(hán)氨酸性氣🔞存在(zài)氣液兩相情況(kuàng)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(jí)引壓管線都用(yong)蒸汽伴熱形式(shì),從而保證含氨(an)酸性氣一直保(bao)持在氣相狀态(tai)🧑🏽‍🤝‍🧑🏻,含氨酸性氣也(ye)就無法形成铵(an)鹽結晶的可能(neng)👈性。另外,爲了便(biàn)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(jì)的正📞負引壓管(guan)線上設置有三(san)通,一路爲引壓(ya)管線,一路爲日(rì)常吹掃維護管(guan)線,這樣設計既(ji)有利于儀表日(ri)常維護,也不影(yǐng)響裝置日常正(zheng)常生産。最後,也(yě)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(chang)場地的限制,原(yuán)設計的前後直(zhí)管段相當短（前(qian)👣5D,後2D）,再加上當初(chū)含氨酸性氣流(liú)量測量選用的(de)是 V 錐流量計 ,而(ér)由于V錐流量計(jì)先天設計缺陷(xian),測量本體的錐(zhuī)體容易💯脫落,存(cún)⭐在很大的安全(quán)風險。因此,對含(hán)氨酸性🔱氣流量(liang)測量的V錐流量(liang)計進行更新,就(jiu)必須考慮前後(hòu)直管段限制和(hé)流量計測量本(ben)體的安全性,經(jīng)過🈲綜合性技術(shu)分析和♋安全評(ping)估,更新含氨酸(suan)性氣流✂️量測量(liàng)的V錐流量計進(jìn)行重新選型,最(zui)🥵終決定選用🤞多(duō)孔平衡流量計(jì),多孔平衡流量(liàng)計的技術特點(diǎn)既滿足流量計(jì)前後直管段限(xiàn)制,又能✊确保流(liu)量計測🐅量本體(ti)的安全性,還能(neng)滿足新的環保(bao)㊙️排放标準對硫(liu)磺裝置含氨酸(suān)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(yao)求。
4 結束語
　　酸性(xing)氣流量測量的(de)準确性,特别是(shì)含氨酸性氣的(de)流量🈲準确測量(liang)對硫磺回收裝(zhuang)置至關重要,它(tā)直接關系✉️到整(zhěng)個裝置硫磺的(de)轉化效率以及(jí)後路尾氣達标(biāo)排放。正是基于(yú)含☁️氨酸性🚶‍♀️氣的(de)工藝特性以及(jí)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(dǐ)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(hui)⛱️收裝置反應燃(ran)燒👨‍❤️‍👨爐在采用合(he)理成熟的工藝(yì)流程,并結合含(han)氨酸性氣流量(liàng)的穩定準确性(xìng)測量數值作保(bao)障,裝置硫磺的(de)轉化效率得到(dao)了大大地提升(shēng),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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