摘要:楔式流量計(ji) 在使用中相對于(yu) 孔闆流量計 來說(shuō),對于同一種介質(zhi)的靜壓損失要減(jiǎn)小較多,楔式流量(liàng)計+ 雙法蘭變送器(qi) 的檢測方式,省掉(diao)了引壓管的鋪設(she),從而節省了伴熱(re)源的鋪設和伴熱(re)蒸汽的消耗,對于(yú)裝置整體能耗的(de)降低有一🛀🏻定的提(tí)高。但在實際運用(yong)中,若生搬㊙️硬套安(ān)裝規範，則有可能(néng)因取壓方式💋選取(qǔ)不适合🚩工況而導(dǎo)緻儀表示值不準(zhǔn)，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(kuài)與♍取壓口一般保(bao)持同側,也在管線(xian)的水平45°以下部位(wèi),這樣當介質通過(guo)時其内部包含的(de)雜質顆粒便會因(yīn)爲楔塊的阻抑,逐(zhú)漸在楔式流量計(ji)底部内腔中沉澱(diàn),容易堵塞取壓口(kou),導緻測量失真,因(yīn)此現🤞場安🐕裝一定(ding)要結合實🌈際工況(kuang)優化調整。
0引言.
　　楔(xie)式流量計非常适(shì)合測量黏稠、含顆(kē)粒物的介.質,某煤(méi)化工企🐅業油品加(jia)工裝置的重柴油(you)和含蠟介質管線(xian)計量均㊙️采用楔式(shi)流量計來測流量(liàng),但在開車過程中(zhōng)經常發生計❌量不(bu)準問題,嚴重時甚(shen)至DCS無指示，導緻⭐工(gōng)藝人員💛無法監控(kong),很大程度影響對(duì)油品質量的控制(zhì)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(lü)影響較大,并⛱️随之(zhī)進行了優化。
1楔式(shi)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(xin)型節流裝置🚶‍♀️。它🍓具(jù)有結構簡單、堅固(gù)耐用、操作簡便、适(shi)用性強等特點,而(ér)且具有高的精度(du)和可靠性,特别适(shì)用于高黏度、低雷(lei)諾數流體;對于介(jie)質清潔、或者黏度(du)高、腐蝕性的介質(zhi)🚩,以及蒸氣🥵、料漿、氣(qi)體/空氣等介質均(jun1)能保持流量與差(cha)壓的平方根成正(zhèng)比的關系❤️。介質黏(nian)度達到3000厘泊也不(bu)會影響楔式流量(liàng)計的測☂️量精度。以(yǐ)往使用的節流裝(zhuang)置如孔闆、噴嘴和(hé)文丘裏管等,當雷(léi)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(nuo)數降低,正比關系(xi)的偏差會越來越(yuè)🔅大,緻使測量精度(dù)受到嚴重的影響(xiǎng),而楔式流量計雷(léi)諾數最低可達300厘(lí)泊,在這樣極寬的(de)範圍内流量和差(cha)壓始終成正比關(guān)系,流量系數呈線(xian)性狀态。因此楔式(shì)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(zhuāng)置的蠟.石腦油、油(yóu)漿、原油，煤化工裝(zhuāng)置的氣化黑水、灰(hui)水碳黑溶液以及(jí)兩相流體等。
1.1楔式(shi)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(kuai)放入工藝管道中(zhōng)而構成的一種新(xīn)型節流裝置,通過(guo)楔塊産生差壓，當(dāng)流體通過楔式流(liu)量計時，由于楔塊(kuai)的節流作用,在楔(xiē)塊前、後側會♍産生(sheng)了一個與體積流(liu)量值成平方關系(xi)的差壓，該差壓正(zheng)比于質量或體積(jī)流量。此差壓信号(hao)通過膜盒傳送到(dào)差壓變送器,差壓(yā)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(xin)✍️号,經顯示屏或DCS即(ji)可顯示出流量值(zhí)。楔塊--般安裝在管(guan)道的上部,它的圓(yuán)滑頂角朝下,這樣(yàng)有利于含懸浮顆(ke)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(xiē)塊.開口高度H和管(guan)道直徑D之比)可得(de)到不同的典型流(liú)⁉️量範圍。楔式流量(liàng)計工作原理如圖(tú)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(bù)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(liang)系數基本誤差在(zài)±0.05%以内,重複性好、穩(wěn)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(bú)堵塞,适用範圍廣(guang),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(hán)固體顆粒液體、漿(jiāng)狀液體,如水煤漿(jiang)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(wai)楔式流量計+雙法(fa)蘭變送器的檢測(ce)方式，省掉了🌈引壓(ya)管的鋪設,從而節(jiē)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(yǔ)表體和工藝管線(xiàn)進行整體保溫,通(tong)過流體本身的熱(rè)源保證楔式流量(liàng)計冬🔞季的防凍措(cuo)施,節省了裝置的(de)蒸汽能源消耗和(he)冷凝水排放,對于(yu)裝置整體能耗🔞的(de)降低有一定的提(ti)高。
2油品加工介質(zhì)
　　油品加工裝置是(shi)以費托合成裝置(zhì)穩定重質油和合(hé)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(hua)劑的作用下進行(háng)烯烴飽和以及含(han)氧化物的脫出反(fan)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(zuo)右、壓👣力2.7MPa、密度682kg/m3、溫度(du)125℃,重質油中有少量(liàng)催化劑粉末;合格(ge)蠟的介質溫度180℃、壓(ya)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(fèi)點20~160℃;尾油🌏的介質密(mi)度729kg/m3、溫度.210℃、壓力0.5MPa;重柴(chái)💃油的介質密度636kg/m3、溫(wēn)🔴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(zhì)壓力1MPa、溫度30℃。
3原因分(fèn)析
　　根據對油品加(jia)工裝置介質和工(gong)況的綜合分析，流(liú)量計不㊙️準的可能(néng)因素有4點:
1)重質油(yóu)/蠟中攜帶的少量(liàng)催化劑固體顆粒(li)，裝置長周期運行(háng)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(qu)壓口，造成無法正(zheng)常㊙️檢測壓力,緻使(shǐ)流量計💃測量失真(zhēn);同時還會沖刷磨(mo)損楔塊,改🤞變前後(hou)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(yùn)時因管道👨‍❤️‍👨中的重(zhòng)質油流速較慢,伴(ban)熱管線溫度較低(di)等因素,重質油經(jing)⛱️常有部分凝固的(de)情況發生，凝固塊(kuai)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(zhun)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(gāng),膜盒長時間與帶(dài)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(mó)片背面,并在背後(hòu)慢慢聚集成🌏氫氣(qi),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(chuán)密封件的報廢。
4)差(cha)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(gōng)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(guǎn)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(wu)介質的取壓口在(zai)管道的中部位♋置(zhi)。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(shuǐ)平45°以下部位安裝(zhuang)，但是因楔式流量(liang)計的楔塊在表體(tǐ)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(yè)體時,如果取壓口(kǒu)在📧管道♻️的水平45°以(yǐ)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(fang)流過。這種測量方(fāng)式😘下流體内介質(zhì)雜質顆粒會因楔(xiē)👨‍❤️‍👨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(qu)壓口的可能性,易(yì)造成流量計🌂測量(liàng)失真。另外,部分油(yóu)品中本身就含🏃🏻有(you)催化劑顆粒,因⁉️此(ci)容易堵塞,造成測(cè)量失真;部分油品(pin)雖然是♊液态,但.是(shì)輕質組分(如氫氣(qì))很容易稀釋出氣(qì)體,會♍在取壓口聚(jù)集從而隔絕測量(liang)膜盒,同樣會造成(chéng)測量失真。
4優化方(fang)案
1)因重質油和蠟(là)中含有催化劑顆(ke)粒,且此催化劑顆(ke)粒無🛀🏻法🔆根本消除(chu),長期随着介質流(liu)動對楔塊有一-定(dìng)的磨損，因此對楔(xie)塊進行硬化處理(li)，表面噴塗0.1~0.3mm厚的碳(tan)化鎢材料,将硬度(dù)🙇‍♀️提高至㊙️HC55以上。
2)針對(duì)變送器膜盒氫滲(shèn)問題,将所有含氫(qing)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(zhi)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(fèn)開,以便伴熱總站(zhàn)單獨設立,懸挂禁(jìn)動牌,防止工藝人(ren)員誤關伴熱,确保(bǎo).伴熱質量,并在根(gēn)部♍閥處增加帶溫(wēn)控器的電伴熱,确(que)保🐇裝置異常情況(kuang)時伴熱🌍不間斷,防(fang)止蠟介質凝固。
4)根(gēn)據實際情況，選擇(zé)合适的取壓口，重(zhòng)質油和合格蠟等(děng)含有少量催化劑(jì)的19台單對楔式流(liu)量計取壓口設✨計(ji)之初爲斜向下取(qǔ)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(liú)量計設計取壓口(kǒu)朝上,運行時經常(chang)集氣,維護時需要(yao)經常排氣,排氣存(cún)在介質外漏風險(xian)，外漏的介質滴到(dào)保溫棉易引起火(huǒ)災,最終選爲調✏️向(xiàng)爲斜下45°取壓,确保(bao)介質流過時能與(yu)膜盒充分接觸,保(bǎo)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(jiān)設置排污洩壓(放(fàng)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(pai)污洩壓(放空)閥還(hai)可以在‼️流量計校(xiao)準過⛹🏻‍♀️程中保證正(zhèng)負雙法蘭之間的(de)受壓一-緻,确保校(xiào)準✨可靠,同時保證(zheng)維修人員的安全(quán);另外若雙法蘭變(biàn)送器損壞需要更(geng)換🌈,通過排污洩壓(ya)🌂閥門]能夠判斷取(qǔ)壓一次閥門]是否(fou)滲漏。
5優化效果
1)優(yōu)化前加氫減壓塔(tǎ)加熱爐8路進料流(liú)量在2025年12月某-天24h的(de)測量折💃🏻線圖如圖(tu)2所示。
 
2)優化後加氫(qīng)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(huà)前由于43台楔式流(liú)量計測量不穩定(dìng)性,導緻油品加🌈工(gong)裝置加氫、加氫裂(liè)化單元部分二級(jí)聯鎖及自動控制(zhi)❓回路無法投用🈲，嚴(yan)重影響工藝操作(zuò)。通過一系列優化(huà)措施的實施,油品(pǐn)加工裝置的楔式(shì)流量計已經測量(liàng)穩定📞,聯鎖及自動(dòng)控制回路全部具(ju)備投用條件🐇,有效(xiào)保證了工藝操作(zuo)和緊急狀态下💁的(de)聯鎖可靠動作。
6結(jié)論.
　　楔式流量計在(zài)裝置運行中相對(dui)于孔闆流量計,.抗(kang)髒污、可自清潔、運(yun)行精度高、差壓值(zhi)穩定、壓損小.量程(chéng)比寬、直管段👨‍❤️‍👨要求(qiu)💞小，能夠測量雙向(xiang)流,性能好維護,維(wéi)修工作量大大減(jiǎn)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(wan)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(jù)🏃‍♀️體問題要根據實(shi)際情況針對性🏒進(jìn)行優化,因此當在(zai)裝置運行過程中(zhong)發現測量儀表不(bu)準時，不可直接否(fou)定某一類測量儀(yi)表,應綜合考慮材(cái)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(you)化，提高儀🔴表适應(yīng).性,确保計量正确(que)率。

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