煉化廠渦街流量計(jì)的實(shí)際運(yùn)用現(xiàn)狀和調(diào)研分析

上海自動(dòng)化儀表有限公司煉化企業(yè)天然氣管輸計(jì)量?jī)x表大多采用標(biāo)準(zhǔn)孔板流量計(jì)、渦輪流量計(jì)和氣體超聲波流量計(jì)等，這三種儀表各有其優(yōu)缺點(diǎn)，標(biāo)準(zhǔn)孔板流量計(jì)受技術(shù)條件的限制，存在量程比小、壓損大、安裝條件苛刻等不足; 渦輪流量計(jì)易受現(xiàn)場(chǎng)工況干擾，密度低 ( 壓力下降) 時(shí)流量下限升高，線性度變差，同時(shí)渦輪葉片容易腐蝕、積垢，管線的啟停操作也對(duì)渦輪的使用有潛在的損壞風(fēng)險(xiǎn)，后期維護(hù)工作量較大; 氣體超聲波流量計(jì)準(zhǔn)確度高，但價(jià)格昂貴，使用、維護(hù)成本較高，對(duì)于安裝、使用條件也有著苛刻的要求。

青島煉化公司天然氣進(jìn)廠監(jiān)督計(jì)量表在安裝位置存在直管段長(zhǎng)度不夠，臨近變電所等因素，導(dǎo)致原丹尼爾超聲波流量計(jì)運(yùn)行期間多次出現(xiàn)故障，計(jì)量比對(duì)偏差較大。為徹底解決此問題，公司計(jì)量專業(yè)進(jìn)行了各種探討，考慮在當(dāng)前條件不進(jìn)行大施工的前提下，嘗試尋找一種適應(yīng)能力強(qiáng)、測(cè)量精度高、使用成本低的計(jì)量?jī)x表進(jìn)行替代。

本文通過分析渦街流量計(jì)的工作原理及特點(diǎn)，結(jié)合青島煉化公司渦街流量計(jì)的實(shí)際應(yīng)用案例，旨在為煉化企業(yè)精準(zhǔn)計(jì)量、現(xiàn)場(chǎng)不滿足傳統(tǒng)流量計(jì)安裝要求、運(yùn)行工況不穩(wěn)定等情況下的天然氣管輸計(jì)量提供借鑒和參考。

1 原天然氣進(jìn)廠計(jì)量現(xiàn)狀

青島煉化公司裝置 2008 年建成投產(chǎn)，每日 40 萬 m3 左右的天然氣在青島管理區(qū)門站交接計(jì)量后管輸 進(jìn) 廠，分 一 支 路 (管 徑 DN250 ) 和 二 支 路( 管徑 DN200) 供一、二制氫裝置作制氫原料和補(bǔ)燃料氣管網(wǎng)使用，如圖 1 所示，按照項(xiàng)目設(shè)計(jì)，兩支路均安裝了丹尼爾氣體超聲波流量計(jì)作天然氣進(jìn)廠監(jiān)督比對(duì)計(jì)量手段，但在安裝、運(yùn)行、檢 定、維護(hù)、維修等環(huán)節(jié)上存在如下問題直接影響計(jì)量表的準(zhǔn)確度和運(yùn)行狀態(tài)。

( 1) 運(yùn)行壓力 0. 8 MPa，瞬時(shí)流量范圍 3 000 ～ 20 000 Nm3 /h，流量波動(dòng)較大。

( 2) 受現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境條件限制，計(jì)量?jī)x表安裝位置存在前后直管段長(zhǎng)度不足和臨近變電所和廠外公路 ( 存在一定的電磁干擾和噪聲源) 等問題，導(dǎo)致流量計(jì)日常運(yùn)行驅(qū)動(dòng)增益偏大，經(jīng) 常 出 現(xiàn)故障。

( 3) 儀表硬件故障后，廠家安排的現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)服務(wù)人員成本費(fèi)用高，配件到貨周期較長(zhǎng)。

( 4) 因檢定裝置區(qū)域限制以及檢定裝置資源不足，低壓力天然氣管線的超聲波流量計(jì)檢定時(shí)間在 2 ～ 3 個(gè)月左右，影響計(jì)量表有效使用周期;公司裝置檢修期為 4 年，無法按檢定規(guī)程進(jìn)行檢定，影響流量計(jì)的有效合規(guī)使用。

因?yàn)橐陨蠁栴}，公司 2 臺(tái)進(jìn)廠天然氣超聲波流量計(jì)運(yùn)行不穩(wěn)定，計(jì)量數(shù)據(jù)誤差大，無法正常實(shí)現(xiàn)計(jì)量監(jiān)督比對(duì)作用，影響企業(yè)天然氣進(jìn)廠途耗的有效控制和生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)成本。

從數(shù)據(jù)看，天然氣進(jìn)廠途耗一般在 1. 60% 左 右，指標(biāo)控制不適應(yīng)于現(xiàn)代化企業(yè)在進(jìn)出廠原物料計(jì)量精細(xì)化上的管理要求。為解決天然氣途耗大的問題，加強(qiáng)天然氣進(jìn)廠能源計(jì)量管理，青島煉化公司嘗試尋找一種適應(yīng)能力強(qiáng)、測(cè)量精度高、使用成本低的計(jì)量?jī)x表進(jìn)行代替，考慮到生產(chǎn)裝置在大幅度調(diào)整或開停工期間進(jìn)廠天然氣的瞬時(shí)流量和壓力不穩(wěn)定，可在 3 000 ～25 000 Nm3 /h 流量之間波動(dòng)內(nèi)正常計(jì)量，替代儀表須具備以下條件:

( 1) 現(xiàn)場(chǎng)安裝直管段要求低，適應(yīng)能力強(qiáng)，適用于公司現(xiàn)場(chǎng)的嘈雜環(huán)境。

( 2) 量程比較寬，測(cè)量準(zhǔn)確度和重復(fù)性好，滿足貿(mào)易交接計(jì)量要求。

( 3) 使用成本相對(duì)較低，便于開展安裝、維護(hù)和檢定等工作。

經(jīng)調(diào)研，渦街流量計(jì)作為新型差壓流量?jī)x表，具有測(cè)量精度高、量 程 比 寬、適 應(yīng) 能 力 強(qiáng)、現(xiàn)場(chǎng)安裝無直管段要求等優(yōu)勢(shì)，2019 年下半年開展了該儀表的試用，鑒于此前未使用過渦街流量計(jì)，試用初期先進(jìn)行了二支路 ( 管徑 DN200)的改造，一支路仍保留原有的超聲波流量計(jì)，上海自動(dòng)化儀表有限公司這樣做也便于同一支路進(jìn)行計(jì)量數(shù)據(jù)和使用效果的比對(duì)。