改進型金屬管浮子流量計在煉化裝置中的應用

本文簡述了金屬管浮子流量計的工作機理和構(gòu)成情況，重點討論了改進型金屬管浮子流量計在煉化硫磺及苯酐裝置中的應用情況，以及與其他流量測量裝置相比存在的優(yōu)點。

在煉油化工生產(chǎn)中，流量檢測的方法有很多，有浮力法、靜壓法、微波法等，獲得廣泛使用。在流量測量中，有浮球、浮筒流量計、差壓變送器，到目前為止導波流量計的使用也日益廣泛。但對化工生產(chǎn)中有些特殊介質(zhì)，如凝固點高、易結(jié)晶的介質(zhì)，上述常規(guī)測量就很難適應。如某化工廠的60kt/a苯酐裝置，其粗苯酐預處理和精餾部分設計使用的導波雷達流量計，一部分儀表使用情況不理想，誤差大。導波流量計輸出電流經(jīng)常處于非常大化。同時流量又沒有可對比參考點（設計時現(xiàn)場沒有玻璃板和浮子流量計），給工藝生產(chǎn)操作帶來了一定的困難。儀表維護工作量大。開工初期，要經(jīng)常拆裝導波流量計，同時還要25噸汽車起重配合，維修費用大，也給安全生產(chǎn)帶來了重大隱患（粗苯酐預處理和精餾部分采用負壓狀態(tài)下生產(chǎn)，如果進入一定數(shù)量空氣便會產(chǎn)生自燃和閃爆）。針對上述存在的問題和工藝特點，對一些使用不好的導波雷達流量計的流量測量進行了改裝。決定采用改進型的金屬式方法測量苯酐流量。

1 金屬式流量測量原理

1.1 常規(guī)金屬式流量測量原理

常規(guī)金屬式流量測量中金屬采用限流孔板限流，通過限流孔板氣體進入正負引壓導管，同時進入差壓變送器正負壓室。由于引壓導管負壓管裝在罐頂部，所以變送器負壓室檢測到的壓力始終是罐頂部的壓力。而引壓管的正壓管通向罐的底部。所以變送器正壓室所接受到的壓力為罐壓力和流量高度變化的靜壓之和，從而實現(xiàn)了流量的測量。這種方法的流量測量也有一個缺陷，限流孔板孔徑小，加工誤差大，使正負壓室的金屬不容易調(diào)到一致。實際使用中，儀表輸出誤差大，故障判斷難。

1.2 改進型金屬管浮子流量計測量原理

改進型金屬管浮子流量計測量原理和原金屬式流量測量基本一致。只是把金屬管中的限流孔板改為可調(diào)式的微型轉(zhuǎn)子流量計。另因工藝介質(zhì)需求，把空氣改為氮氣，往引壓管內(nèi)金屬，并保持吹向正、負引壓管的氮氣流量一致。

1.3 投運步驟及操作要點

首先確定各管線和閥門有無泄漏：可以通過肥皂水測試可見管線接口及連接處，對于不可見管線（如插入液相內(nèi)的管子），可以通過觀察流量計的附子和壓力情況在判斷——確認無泄漏是決定金屬法測量是否成功或精度的非常關鍵一步。注意檢查時，應將差壓變送器部分連接進去一起試驗。

投用儀表：投用時先加大風量，對管線進行放空吹掃，目的是將管線中可能存在的介質(zhì)殘液全部吹凈。吹掃時間根據(jù)管線長度憑經(jīng)驗掌握，一般在0.5～1min。當吹掃徹底后，緩緩地打開氣、液相的根部球閥1、2，并通過減壓閥穩(wěn)定好金屬的流量（一般讓浮子處于流量計標尺的中間位置上）。至此，金屬管浮子流量計便能正常工作了。

2 改進型金屬式流量測量在苯酐介質(zhì)中應用情況

苯酐：低于137℃時產(chǎn)生凝固結(jié)晶，結(jié)晶后硬度較高。在苯酐裝置的實際生產(chǎn)中，塔、容器中的粗苯酐在液相狀態(tài)的溫度高于137℃，但在塔容器的上部空間溫度不一定能達到137℃，苯酐氣容易在金屬表面結(jié)晶。而苯酐裝置的粗苯酐預處理和精餾部分實際工況是在負壓狀態(tài)下生產(chǎn)操作的。（抽真空產(chǎn)生負壓）因此用改進型的金屬式流量測量方法，解決了抽真空使苯酐在容器的頂部產(chǎn)生結(jié)晶的問題。（金屬式流量測量的正負壓導管裝在容器的頂部和底部，又有一定的氣體壓力從檢測口吹出來，因此不受苯酐氣凝固結(jié)晶影響。）而原來導波流量計使用不成功的主要原因是苯酐氣附在導波流量計的導波桿上，使兩根導波桿搭橋，因而輸出了一個假信號。原來導波流量計測量，往往開始還能用一下，隨著時間增加，導波流量計的檢測桿上結(jié)晶增多，流量計輸出電流增加，直到非常大而無法使用。

改進型金屬式流量測量儀表從改造以來首先用于苯酐預處理部分的1#、2#預處理容器的苯酐流量測量。其中1#預處理容器的苯酐流量測量已運行多年，從不產(chǎn)生故障，流量測量準確。2#預處理容器的流量測量也很準確，有時因容器內(nèi)的電動攪拌機轉(zhuǎn)動產(chǎn)生雜質(zhì)，而使金屬口產(chǎn)生堵塞現(xiàn)象。這時，只要疏通一下就可以恢復正常。

3 改進型金屬式流量測量在其他裝置不同介質(zhì)中的應用

改進型金屬式流量測量在苯酐介質(zhì)應用成攻后，又擴展到其他介質(zhì)的流量測量。如裝置內(nèi)環(huán)保部分、酸水濃縮部分中二個酸水濃縮罐的流量測量。而罐的流量也有2個特征：酸水中含有苯酐粉末；酸水在罐中濃縮時蒸汽從罐底部加入到酸水中，使罐上部形成的泡沫達800mm左右的假流量。這兩個工藝特征，如用導波流量計測量則會形成假流量輸出；如用常規(guī)的差壓變送器從罐上、下部取壓，則引壓管會被酸水中的苯酐粉末堵死，形成故障。由于酸水濃縮罐流量測量的這兩個特征，在設計使用流量測量時，經(jīng)有關專家討論同意，還是選用改進型金屬式流量測量方法。從罐頂部插入吹起管。這個方法不受虛假流量影響，也解決了引壓管堵的問題。投用一年多來，流量測量準確，沒有發(fā)生一起故障。

4 結(jié)束語

改進型金屬式流量測量方法，經(jīng)過兩年多的實際應用，并在不同介質(zhì)的應用，特別是在凝固點高，易結(jié)晶的苯酐應用、液硫池和含有粉末的酸水中應用，甚至在負壓管道流量計中測量也可較好的使用。這個方法不僅能測量特殊介質(zhì)流量，也能測量一些普通介質(zhì)的流量。并且安裝費用少，結(jié)構(gòu)簡單。改進型金屬式流量測量方法克服了原來金屬式流量測量精度低、誤差大的缺陷。同時能通過金屬式的轉(zhuǎn)子流量計的氣體流量變化分析金屬量及引壓管內(nèi)的情況。