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石油炼制企业涡街流量计工作原理与使用案例

时间:2018/04/15来源:未知

 文章阐述了涡街流量计在石油炼制企业能源计量中的应用,简要叙述了涡街流量计的工作原理,根据笔者的实践经验,总结了涡街流量计在安装使用时注意的问题,并先容了现场故障的处理方法.

 
   中国石油哈尔滨石化分企业是1976年建成投产的大型石油炼制企业,其能耗系统包括水、电、蒸汽、风、氮气、燃料油、燃料气等。在水系统(包括新鲜水、除盐水、循环水、凝结水)、蒸汽系统(1·0MPa蒸汽、3·5MPa蒸汽)流量计量中,采用了较多的涡街流量计。由于涡街流量计运行一直不稳定,加大了仪表维护人员的工作量,后来大家通过技改等一系列措施,对涡街流量计进行改造,改造以后涡街流量计运行状况大为改善。
 
  1 涡街流量计的工作原理
 
  涡街流量计又称卡门涡街流量计,它是利用流体自然震荡的原理制成的一种分离型流量计。当流体以足够大的流速流过垂直于流体流向的物体时,若该物体的尺寸适当,就会在物体的后面沿两条平行直线上产生整齐排列且转向相反的涡列。涡列的个数,即涡街的频率与流体的流速成正比,公式如下:
 
  式中:St为斯特劳哈尔数,是无量纲量;v为管道内平均流速;d为柱状体迎流面的宽度。
 
  因此通过测量涡街的频率就可知道流体的流速,进而测出流体的流量。
 
  2 涡街流量计在企业能耗系统测量中的分布
 
  蒸汽系统中,测量油品新区耗蒸汽、油品老区耗蒸汽、油品卸车耗蒸汽、二套催化装置外送1·0MPa蒸汽、一套气分装置耗蒸汽、一套常减压装置耗蒸汽、酸性水装置耗蒸汽、MTBE装置耗蒸汽、聚丙烯装置耗蒸汽等共计9台;水系统(包括新鲜水、除盐水、循环水、凝结水)中有6台涡街流量计进行流量测量。
 
  3 涡街流量计传感器安装注意事项
 
  (1)传感器应水平或垂直安装(流体的流向应自下而上)在与公称通径相应的管道上。
 
     (2)涡街流量计在用作流量调节时,特别注意应将流量调节阀安装在传感器的后面,否则在小流量时易产生射流,造成在流量调节时流量值与阀门的开度成反比的故障现象。
 
  (3)前后直管段要求流量计在安装时,其上游和下游应配置一定长度的直管段,其长度应满足表1的要求。
涡街流量计前后直管段安装要求表
 
  (4)防振安装流量计不能安装在有强烈振动的管道上,以免影响测量精度,如流量计必须安装在有振动的管道上时,可以采取下面的方法来减小震动带来的干扰:①在流量计上游2D处加装固定支撑点;②在满足直管段要求的前提下可加软管过渡。
 
  (5)测量高温介质时的安装水平管道且介质温度高于180℃,建议选择分体式流量计或采用侧装,流量计安装在高温管道上时,传感器必须垂直向下安装。
 
  (6)测量蒸汽时的安装当测量介质为饱和蒸汽或潮湿气体时,流量计不能安装在管线较低处。在管线较低处,蒸汽会凝结成液体,形成水汽两相,会导致流量计不能正常工作,使测量误差增大;另外,在管线较低处,开启蒸汽时,可能会形成水锤。
 
  (7)测量液体介质时的安装测量液体时,液体应充满管道,***好让液体从低处流向高处,或水平流动。流量计不能装在管线***高处,在管线***高处,可能会聚集气泡,严重影响测量准确性。当管道垂直时,液体不能从上向下,否则会造成不满管,严重影响测量准确性,并可能导致流量计不能正常工作。
 
  4 涡街流量计现场使用注意事项
 
  (1)在供水系统中流量计一般安装在仪表井内,为了防止在雨季仪表井进水而损坏仪表,尽量将仪表移出仪表井,或选用分离式传感器进行改造。
 
  (2)当流量计附近有大功率的电机时,为了避免工频干扰,除对传输电缆增加屏蔽外,信号的传输方式尽量采用4~20mA直流信号,不采用脉冲信号。
 
  (3)对SC流量计的技术参数应做好档案记录管理,如流量计的系数KQ、满度频率fmax等,这些数据的丢失对以后仪表的维护会造成很大的困难。
 
  (4)对于采用本安型的流量计要严格按规定进行电路的连接,不能随意采用待用仪表去替代配套的防爆相关的设备,更不能随意改动本安电路的参数和结构,在调试仪表时,使用的仪器要正确接线,防止测试仪器破坏流量计的防爆性能。
 
  (5)采用隔爆型流量传感器时,不能在通电状态下在现场打开仪表设备外壳,在检修时要注意保护外壳,尤其是流量计的隔爆接合面不能受损伤。
 
  (6)应定期将检测元件从管道中取出,用酒精或汽油进行清洗。
 
  5 华云涡街流量计使用故障的诊断与排除
 
  笔者在工作过程中,对涡街流量计使用和维护时出现的一些故障现象及排除故障的对策进行了粗浅的总结,仅供大家参考。
 
  涡街流量计以其可在很宽的流量范围内测量气体、液体和蒸汽的流量而不受流体物理性质的影响,无运动部件,无磨损,无须机械维修,机械安装和电气连接简单等优点,另外,相对于孔板和其它的流量计来说比较经济,针对大型石油化工企业目前的能源计量现状,大家相信涡街流量计在蒸汽系统和水系统流量的测量中,在氮气、风等能源的测量上具备更广泛的应用空间。

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