摘要:楔式流量(liang)計 在使用中相(xiàng)對于 孔闆流量(liang)計 來說,對于同(tong)一種介質的靜(jìng)壓損失要減小(xiao)較多,楔🏃式流量(liang)計+ 雙法蘭變送(song)器 的檢測方式(shì),省掉了引壓管(guǎn)的鋪設,從而節(jie)省了伴熱源的(de)鋪設和伴熱蒸(zheng)汽的消耗,對于(yu)裝置整體能耗(hao)的降低有一定(dìng)的提高🏃🏻‍♂️。但在實(shi)際運用中,若生(shēng)搬硬套安🙇‍♀️裝規(gui)範，則有可能因(yīn)取壓方式選取(qǔ)不适合工況而(ér)導緻儀表示值(zhí)不準，如介質是(shi)液态時,按照🌈規(guī)範取壓口安裝(zhuang)在管線💞低部或(huò)水平45°以下,楔塊(kuai)與取壓口一般(ban)保持同側,也在(zài)管線的水平45°以(yǐ)下⭐部位,這樣當(dang)介質通過時其(qi)内部包含的雜(zá)質顆粒便會因(yīn)爲楔塊的阻抑(yì),逐🐇漸在楔式流(liú)量計✔️底部内腔(qiāng)中😄沉澱,容易堵(dǔ)塞取壓口,導緻(zhi)測量失真,因此(cǐ)現場安裝一定(ding)要結合實際工(gōng)況優化調整。
0引(yǐn)言.
　　楔式流量計(jì)非常适合測量(liàng)黏稠、含顆粒物(wù)的介.質,某煤❤️化(huà)📱工企🥵業油品加(jia)工裝置的重柴(chái)油和含蠟介質(zhi)管線計量均采(cǎi)用楔式👄流量計(jì)來測流量,但在(zài)開車過程中經(jing)常發生計量不(bú)準☁️問題,嚴重時(shí)甚至DCS無指示，導(dao)緻工藝人員無(wu)法監控,很大程(cheng)度📞影響對油品(pin)質量的控制和(hé)産量調整。作者(zhe)通過對楔式流(liú)量♈計測量原理(li)❄️和🐕所測介質特(tè)性進行分析,發(fā)現取壓口的選(xuǎn)擇對楔式流量(liàng)計測量正确✌️率(lǜ)影響較大,并随(sui)之進行了優化(huà)。
1楔式流量計
　　楔(xiē)式流量計是20世(shì)紀80年代開始應(ying)用的一種新型(xing)節流裝置。它具(jù)有結構簡單、堅(jiān)固耐用、操作簡(jian)便、适用🈲性強等(deng)特點,而且具有(yǒu)高的精度和可(kě)靠性,特别适🏃🏻‍♂️用(yòng)于高黏度、低㊙️雷(lei)諾數流體;對于(yu)介質🌏清潔、或者(zhě)黏度高、腐蝕✔️性(xìng)的介質,以及蒸(zhēng)氣、料漿、氣體/空(kong)氣等介🔞質均能(neng)保持流量與差(chà)壓🌈的平方根成(chéng)正比的關系。介(jie)質黏度達到3000厘(li)泊也不會影響(xiǎng)楔式流量計的(de)測量精度。以往(wǎng)使用🔞的節流裝(zhuang)置如孔闆、噴嘴(zuǐ)和文丘裏管等(deng),當雷諾數小于(yú)10000以下時,流量與(yǔ)差壓平方根就(jiù)無法保🥵持線性(xing),而且随着雷諾(nuò)數降低,正比關(guan)系的偏差會越(yuè)來越大,緻使測(ce)量精度受到☎️嚴(yán)重的影響,而楔(xie)式流量計雷諾(nuò)數最低可達300厘(li)泊,在這樣極寬(kuan)的範圍内流量(liang)和差壓🔴始終成(cheng)💔正比關系,流量(liàng)系數呈線性狀(zhuàng)态。因此楔式流(liu)量計與傳統流(liú)量計相比更适(shi)合測量一些💞黏(nián)稠和含雜質較(jiao)多的介質流🈲量(liang),如油品裝置的(de)蠟💋.石腦油、油漿(jiang)、原油，煤化工裝(zhuang)置的氣化黑水(shui)👨‍❤️‍👨、灰水碳黑溶液(yè)以及兩相流體(tǐ)等。
1.1楔式流量計(jì)測量原理
　　楔式(shi)流量計是利用(yong)帕努利原理,将(jiang)截面成V形的楔(xie)塊放入工藝管(guǎn)道中而構成的(de)一種新型節流(liú)裝置,通過楔塊(kuai)産生🐕差壓，當流(liú)體通過楔式流(liu)量計時，由于楔(xiē)塊的節流作用(yòng),在楔塊前、後側(ce)會産生了一個(gè)🚶與體積流量值(zhi)成平方關系的(de)差壓，該差✊壓正(zhèng)比于質量或體(tǐ)積流量。此差壓(ya)💋信号通過膜盒(he)傳送到差壓變(biàn)送器,差☁️壓☀️變送(sòng)器通過計算就(jiu)會得出與差壓(yā)成平方關系的(de)4~20mA信号,經顯✍️示屏(ping)或DCS即可顯示出(chū)流量值。楔塊--般(bān)安裝在管道的(de)上部,它的圓✍️滑(hua)頂角朝下,這樣(yang)有利于含懸浮(fu)顆粒的液體或(huo)黏稠液體及髒(zāng)污介質順利通(tong)過,不會在節流(liu)件上遊側産生(sheng)滞流。對同一管(guǎn)徑,不同的楔比(bi)H/D(楔塊.開口高度(dù)H和管道直徑D之(zhī)比)可得到不同(tong)的典型流💁量範(fàn)圍。楔式流量計(jì)工作原理♉如圖(tú)1所示。
 
1.2楔式流量計特(tè)點
　　楔式流量計(ji)結構簡單、可靠(kào)、無可移動部件(jiàn)與易損部件,耐(nài)磨🚶性好,長期運(yùn)行精度高。經标(biāo)定的楔式流量(liang)計流量系數基(ji)本誤差✍️在±0.05%以内(nèi),重複性好、穩定(ding)性好、可靠性高(gao)、壽命長、成💞本低(dī)及👈安裝維護方(fang)便;結構獨特,無(wu)沉積、不堵塞,适(shi)用範圍廣,除應(yīng)用于常規的氣(qi)體液體、蒸汽外(wài),特别适用于黏(nian)度高、混合液易(yi)結晶、高含塵氣(qì)🤞體及含固體顆(ke)粒❓液體、漿狀液(ye)體,如水煤漿蠟(la)、渣油油漿、黑水(shui)、廢水等的流體(ti)測量,具有自📧清(qing)潔能力,無滞流(liú)區㊙️。
　　另外楔式流(liu)量計+雙法蘭變(biàn)送器的檢測方(fāng)式，省掉了引壓(ya)管的鋪設,從而(er)節省了伴熱源(yuan)的鋪設和伴熱(rè)蒸汽的消耗,楔(xie)式流量計的取(qǔ)壓接口可與表(biǎo)體和工藝管線(xian)進行整體保溫(wen),通過流體本身(shen)的熱源保證楔(xiē)式流量計冬季(ji)的防凍措施,節(jiē)省了裝置的🔱蒸(zheng)汽能源消耗和(he)冷凝水排放,對(duì)于裝置整體能(neng)耗的降低有一(yi)🏃🏻定的提高。
2油品(pǐn)加工介質
　　油品(pǐn)加工裝置是以(yǐ)費托合成裝置(zhi)穩定重質油和(he)合格㊙️蠟🐅低溫油(you)洗單元的油洗(xi)石腦油爲原料(liào),在高溫高壓、氫(qīng)氣以及催化劑(ji)的作用下進行(hang)烯烴飽和以及(jí)含氧化物的脫(tuo)出✌️反應,生⛱️産柴(chái)油組分、重柴油(you)、粗石腦油、尾油(you)等産品。其中重(zhòng)💁質油的凝點30℃左(zuo)右、壓力2.7MPa、密度682kg/m3、溫(wēn)度125℃,重質油中有(you)少量催化劑粉(fen)末;合格蠟的介(jiè)質溫度180℃、壓✉️力0.6MPa、密(mi)度870~900kg/m3、凝點在57~63C;油洗(xǐ)石腦油的介質(zhì)🥵密度780~970kg/m3、壓力💞0.64MPa、溫度(dù)52℃、沸點20~160℃;尾油的介(jiè)質密度729kg/m3、溫度.210℃、壓(yā)力0.5MPa;重柴油的介(jie)質密度636kg/m3、溫度266℃、壓(yā)力0.5MPa;柴油組分的(de)介質密度🌈720kg/m3、壓力(li)0.5MPa;粗石腦油的介(jie)質❌壓力1MPa、溫💯度30℃。
3原(yuan)因分析
　　根據對(duì)油品加工裝置(zhi)介質和工況的(de)綜合分析，流🔱量(liàng)計不準的可能(neng)因素有4點:
1)重質(zhi)油/蠟中攜帶的(de)少量催化劑固(gù)體顆粒，裝置長(zhǎng)周期運✉️行一🌂段(duàn)時間後,催化劑(jì)顆粒會逐漸沉(chén)積到流量計的(de)❓取壓口,從而堵(du)塞取壓口，造成(cheng)無法正常檢測(cè)壓力,緻使流量(liàng)計測量失真;同(tóng)時還會沖刷磨(mó)損楔塊,改🐆變前(qian)後壓差,造成測(ce)量不準[4]。
2)由于重(zhòng)質油/蠟的凝點(dian)較高,每次檢修(xiū)後再次投運時(shí)因管道中的重(zhong)質油流速較慢(màn),伴熱管線溫度(dù)較低等因素,重(zhong)質油經常有部(bù)分凝固的情況(kuàng)發生，凝固塊經(jing)過取壓口時就(jiu)會堵塞取壓口(kǒu)或者将楔塊包(bāo)裹,導緻流量計(jì)無法準确測量(liang)。
3)由于介質中含(han)有氫元素(氫離(lí)子),流量計的膜(mo)盒材質💃🏻是不👄鏽(xiu)鋼,膜盒長時間(jiān)與帶氫介質接(jiē)觸,帶氫介✏️質會(huì)不斷稀釋🤟出氫(qīng)離子，氫離子會(hui)逐漸滲透到膜(mo)片背面,并在背(bèi)🙇🏻後慢慢🆚聚集成(cheng)💋氫氣,這些氫氣(qì)反向滲透速度(dù)慢于整箱🌈速度(du),最終會把膜片(piàn)鼓起導緻遠傳(chuán)密封件的報廢(fei)。
4)差壓取樣位置(zhì)有問題，也是最(zui)關鍵問題,原始(shi)安裝時按照《自(zi)動✨化儀表工程(cheng)施工及驗收規(gui)範》等通用性儀(yí)表安裝規範進(jìn)行安❤️裝,即測量(liang)氣體介質的取(qǔ)壓口在管道的(de)㊙️水平45°以❄️上，測量(liang)液體介質的取(qǔ)壓口在管道的(de)水平45°以下,測量(liàng)髒污介質的取(qu)👈壓口在管❓道的(de)中部位置。油品(pǐn)加工✊裝置的産(chan)品基本都是液(ye)體,因此楔式🐕流(liu)量計取壓口都(dou)在水平45°以下部(bu)位安裝，但是因(yin)楔式流量計的(de)楔塊在表體内(nei)腔分布不是均(jun1)勻的,取壓口一(yi)🤟般都是按設計(jì)固定💜在楔塊焊(han)接處的前❤️後上(shàng)方,測量液體時(shi),如果取壓口在(zai)💜管道的水平45°以(yi)下，那麽楔塊也(ye)在管線的水平(píng)45°以下,這樣會造(zao)成流體要從楔(xiē)塊的上方流過(guò)。這種測量方式(shi)⭐下流體内介質(zhì)雜質顆粒會因(yin)楔塊的阻抑而(er)逐漸在楔式流(liú)🔱量計的下部表(biǎo)體内腔沉積，時(shi)間久了就🧑🏽‍🤝‍🧑🏻有堵(dǔ)塞楔塊前方取(qu)🚶壓口的可能性(xìng),易造成流量計(jì)‼️測量失真。另外(wai),部分油品中本(ben)身就含有催化(huà)劑顆粒,因此容(róng)易堵塞,造成測(cè)量失真;部分油(yóu)品雖然是液态(tai),但.是輕質組分(fèn)(如氫氣)很💃🏻容易(yi)稀釋出💞氣體,會(huì)在取壓口聚集(jí)從而隔絕測量(liang)膜盒,同樣會造(zào)🌏成測量失真。
4優(yōu)化方案
1)因重質(zhi)油和蠟中含有(you)催化劑顆粒,且(qie)此催化劑顆粒(li)🌈無法根本消除(chu),長期随着介質(zhi)流動對楔塊有(yǒu)一-定的⭐磨損，因(yīn)此🚩對楔塊進行(hang)硬化處理，表面(mian)噴塗0.1~0.3mm厚的碳化(huà)鎢材料,将硬度(du)提高至HC55以上。
2)針(zhēn)對變送器膜盒(he)氫滲問題,将所(suo)有含氫介質的(de)變送🌍器膜盒接(jiē)液材質全部更(gèng)換爲黃金膜片(pian)或金剛📱膜片🚶,防(fáng)止🈚氫離🔞子滲透(tòu)進膜盒裏面,避(bì)免膜盒鼓包,消(xiao)除變送器零漂(piāo)或者假值問題(ti);同時将矽油更(geng)換爲耐高溫(-30~315℃)矽(xi)油,防止矽油受(shou)熱膨脹或蒸發(fā)。
3)儀表伴熱與工(gōng)藝伴熱分開,以(yi)便伴熱總站單(dān)獨設立,懸挂禁(jin)動♌牌,防止工藝(yi)人員誤關伴熱(rè),确保.伴熱質量(liang),并在🆚根部閥處(chu)增加帶溫控器(qi)的電伴熱,确保(bǎo)裝置異常情況(kuàng)時伴熱不間斷(duan),防止蠟介質凝(níng)固。
4)根據實際情(qíng)況，選擇合适的(de)取壓口，重質油(you)和合格蠟等含(hán)🔱有少量催化劑(jì)的19台單對楔式(shì)流量計取壓口(kou)設計之初爲斜(xié)向下取壓,運行(hang)時容易沉澱雜(zá)物🔞堵塞取壓口(kou),嘗♈試向上取壓(ya),但🌈是容易集氣(qi),最終選取爲水(shui)平取壓;油洗石(shí)腦油和尾油、柴(chái)油❓等介質的♊24台(tái)雙對楔式流量(liàng)計設計取壓口(kǒu)朝上,運行時經(jīng)常⛷️集氣,維護時(shí)需✉️要經常排氣(qì),排氣存在介質(zhi)外㊙️漏風險，外漏(lou)的🌈介質滴到保(bǎo)溫棉易引起☎️火(huǒ)災,最終選爲💃調(diào)向爲斜下45°取壓(yā),确😍保介質流過(guo)時能與膜盒充(chōng)分接觸,保證測(ce)量的正确率,排(pai)污時用桶接液(ye)防止介質滴到(dao)可燃物上引起(qǐ)着火。
5)在取壓閥(fa)與雙法蘭連接(jiē)部件之間設置(zhi)排污洩壓(放空(kong))閥💋,要求儀表人(rén)員定期排污或(huo)排氣。排污閥出(chu)💁口再加一🤟段帶(dài)彎頭排污👅管(防(fáng)止噴濺),排污洩(xiè)壓(放空)閥還可(kě)以在流量計校(xiao)準過程中保證(zheng)正負雙法蘭之(zhi)間的受壓一-緻(zhi),确保校準🏒可靠(kao),同時保證維修(xiu)⭐人員的安全;另(lìng)外若雙法🌈蘭變(biàn)送器損☂️壞需要(yào)更換,通過排污(wu)洩壓閥門]能夠(gòu)判斷取壓一次(cì)閥門]是否滲漏(lòu)。
5優化效果
1)優化(hua)前加氫減壓塔(tǎ)加熱爐8路進料(liào)流量在2025年12月某(mǒu)📧-天24h的測量🧡折線(xian)圖如圖2所示。
 
2)優(you)化後加氫減壓(ya)塔加熱爐8路進(jìn)料流量在2025年12月(yuè)某--天24h的測🐪量折(she)線圖如圖3所示(shi)。
 
3)優化前由于43台(tai)楔式流量計測(ce)量不穩定性,導(dao)緻油品加工裝(zhuang)置加氫、加氫裂(liè)化單元部分二(èr)級聯鎖及自動(dòng)控制回路無法(fa)投用，嚴重影響(xiǎng)工藝操作。通過(guò)一系列🔞優化措(cuo)☁️施的實施,油品(pǐn)加工裝置的楔(xie)式流量計已經(jīng)測量穩定❗,聯鎖(suǒ)及自動控制回(hui)路全部具備投(tóu)用條件,有效保(bao)證了工藝操作(zuo)和💋緊急狀态下(xià)😘的聯鎖可靠動(dòng)作。
6結論.
　　楔式流(liu)量計在裝置運(yun)行中相對于孔(kong)闆流量計,.抗髒(zāng)污、可自清潔、運(yùn)行精度高、差壓(ya)值穩定、壓損小(xiǎo).量🏃程比寬、直管(guǎn)段要求🤟小，能夠(gou)測量雙向流,性(xing)能好維護,維修(xiū)工作量大大減(jiǎn)少,符合目前企(qǐ)❄️業高效環.保節(jie)能的要求。但是(shì),任㊙️何測量儀🤩表(biǎo)都不是萬能的(de),即使國家規範(fan)👌也不一定适合(he)所有工況，對于(yú)測量過程出現(xian)的具體問題要(yao)根據實際情況(kuang)針對性進行優(you)化,因此當在裝(zhuang)置運行❓過程中(zhōng)發現測量儀表(biao)不準時，不可直(zhi)接否定某一類(lèi)測量儀表,應綜(zong)合考慮材質、取(qǔ)壓方式、介質成(cheng)分、溫度和壓力(lì)等多方因素💞,并(bing)借鑒類似裝置(zhi)使用經驗,進行(háng)改造優化，提高(gao)儀表适應.性,确(que)保計量正确率(lǜ)。

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