摘要:楔式流量計(ji) 在使用中相對于(yú) 孔闆流量計 來說(shuo),對于同一種介質(zhì)的靜壓損失要減(jian)小較多,楔式❌流量(liang)計+ 雙法蘭變送器(qi) 的檢測方式,省掉(diào)了引壓管的鋪設(shè),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(yòng)中,若生搬😄硬套安(ān)裝規範，則有可⭐能(néng)因取壓方式選取(qu)不适合工況而導(dao)♍緻儀表示值不準(zhun)，如介質是液✔️态時(shi),按照規範取壓口(kou)安裝在管線😘低部(bù)或水平45°以下,楔塊(kuai)與👈取壓口一般保(bao)持同側,也在管線(xian)的水平45°以下✍️部位(wei),這樣當介質通過(guo)時其内部包含的(de)雜質顆粒便會🐕因(yin)爲楔塊的阻抑,逐(zhú)漸在楔式流量計(jì)底部内腔中⛱️沉澱(dian),容易堵塞取壓口(kou),導緻測量失真,因(yin)此現場安裝一定(ding)要結合實際工況(kuang)優化調整。
0引言.
　　楔(xiē)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(shì)流量計來測流量(liang),但在開車過程中(zhong)經常發生計量不(bu)準⭐問題,嚴重時甚(shen)至DCS無指示，導緻工(gong)藝人員無法監控(kong)👅,很大程度影響對(duì)油🔴品質量的控制(zhi)和産量調整。作者(zhe)通過⭐對楔式流量(liàng)🏃‍♀️計測量原理和所(suǒ)測介質特性進行(háng)分析,發現取壓口(kou)的選擇對楔式流(liu)量計測量正确🙇‍♀️率(lü)影響較大,并随之(zhī)進行了優化。
1楔式(shì)流量計
　　楔式流量(liang)計是20世紀80年代開(kai)始應用的一種新(xin)型節流裝置。它具(jù)有結構簡單、堅固(gu)耐用、操作簡便、适(shi)用性強等特點,而(er)且具有高的精度(du)和可靠性,特别适(shi)用于高黏度、低雷(léi)諾數🚶流體;對㊙️于介(jiè)質清潔、或者黏度(du)高、腐蝕性的介質(zhì),以及蒸氣、料漿、氣(qì)體/空氣等介✉️質均(jun1)能保持流量與差(chà)壓的平方根成正(zheng)比的關系✍️。介質黏(nián)度達到☔3000厘泊也不(bu)會影響楔式流量(liàng)計😄的測量精度。以(yi)🐪往使用的節流裝(zhuāng)置如孔闆、噴嘴和(he)文丘裏🤞管等,當雷(léi)諾數小于10000以下時(shi),流量與差🔞壓平方(fāng)根就無法保持線(xiàn)性,而且随着雷諾(nuò)數降低,正比關系(xi)的偏差會越來越(yuè)💋大,緻使🐇測量精度(du)受到嚴重的影響(xiang),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(chà)壓始終成正比關(guān)系,流量系數呈線(xiàn)性✏️狀态。因此楔式(shi)流量計與傳📞統🌈流(liu)量計相比更适合(hé)測量一些黏稠和(he)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(zhuang)置的氣化黑水、灰(huī)水碳黑溶液以及(jí)兩相流體等。
1.1楔式(shì)流量計測量原理(li)
　　楔式流量計是利(li)用帕努利原理,将(jiāng)截面成V形的楔塊(kuài)放入工藝管道中(zhōng)而構成的一種新(xin)型節流裝置,通過(guo)楔塊産生差壓，當(dāng)流體通過楔式流(liú)量計時，由🥰于楔塊(kuai)的節流作用,在楔(xie)塊前、後側會💋産生(shēng)了一個與體積流(liú)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(ya)🏒變送器通過計算(suan)就會得出與差壓(yā)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(zhi)。楔塊--般安裝在管(guan)🔴道的上部,它的圓(yuan)滑頂角朝下,這樣(yang)有利于含懸浮顆(kē)‼️粒的液體或黏稠(chou)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(guǎn)徑🏒,不同的楔比H/D(楔(xie)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(liu)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(bu)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(gāo)、壽命長、成☀️本低及(jí)安裝維護方便;結(jié)構獨特,無沉積、不(bu)堵塞⭐,适用範圍🧑🏽‍🤝‍🧑🏻廣(guang),除應用于常規的(de)氣體液體、蒸㊙️汽外(wài),特别适用于黏度(du)高、混合液易結💜晶(jing)、高含塵氣體✔️及含(han)固體顆粒液體、漿(jiang)狀液體,如水煤漿(jiāng)蠟、渣油油漿、黑水(shui)、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(fǎ)蘭變送器的檢測(ce)方式，省掉了引壓(yā)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(ji)的取壓接口可與(yǔ)表體🔆和工藝管線(xian)進👨‍❤️‍👨行整體🈲保溫,通(tōng)過流體本身的熱(re)源保證楔式流量(liàng)計冬季的防凍措(cuò)施,節省了裝置的(de)蒸汽能源消🤩耗和(hé)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(shì)以費托合成裝置(zhì)穩定重質油和合(hé)格蠟低溫🏃油洗單(dān)元的油洗石腦油(yóu)爲原料,在高🤩溫高(gao)壓、氫氣以💃🏻及催化(huà)劑❄️的作用下進行(hang)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(dù)125℃,重質油中有少量(liang)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(fei)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(zhi)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(liu)量計不準🌈的可能(neng)因素有4點:
1)重質油(you)/蠟中攜帶的少量(liang)催化劑固體顆粒(lì)，裝置長周期運行(háng)一段時間後,催化(hua)劑顆粒會逐漸沉(chén)積到流量🌂計的♻️取(qu)壓口,從而堵塞取(qǔ)壓口，造成無法正(zhèng)常檢測壓力,緻使(shi)流量計♊測量失真(zhēn);同時還會沖刷磨(mó)損楔塊,改變前後(hòu)壓差,造成測量不(bú)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(yun)時因管道中的重(zhong)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(jiu)會堵塞😘取壓口或(huo)者将楔塊包裹,導(dǎo)緻流量計無😄法準(zhǔn)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(qing)介質會🔴不斷🔴稀釋(shi)出氫離子，氫離子(zǐ)會逐漸滲透到膜(mo)片背面,并在背後(hòu)慢慢🈲聚集成氫氣(qì),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(wèn)題，也是最關鍵問(wèn)題,原始安裝‼️時按(àn)照《自動化儀表工(gong)程施工及驗收規(gui)範》等通用性儀🏃‍♀️表(biao)安裝規範進行安(an)裝,即測量氣體介(jiè)質的取壓口在✊管(guǎn)道的水平45°以上，測(ce)量液體介質的取(qu)壓口在管道的水(shui)平45°以下,測量髒污(wū)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(shui)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(jun)勻的,取壓口一般(ban)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(kou)在管道的水平45°以(yi)下，那麽楔塊也在(zài)管線的水平45°以下(xia),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(zhi)雜質顆粒會因楔(xie)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(yǒu)堵塞楔塊前方取(qu)壓口的可能性⭕,易(yi)造成流量計測量(liang)失真。另外,部分油(yóu)品中本身就含有(yǒu)催化劑顆粒,因此(ci)容易🌈堵塞,造成測(ce)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(ju)集從而隔絕測量(liang)膜盒🔞,同樣會造✂️成(cheng)測量失真。
4優化方(fang)案
1)因重質油和蠟(la)中含有催化劑顆(ke)粒,且此催化劑顆(kē)🐉粒無法根本消除(chú),長期随着介質流(liú)動對楔塊有一-定(dìng)的磨損，因此對楔(xie)塊進行硬化處理(lǐ)，表面噴塗0.1~0.3mm厚🌂的碳(tàn)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(qīng)介質的變⛹🏻‍♀️送器膜(mó)盒接液材質全部(bu)更換爲黃金膜片(pian)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(yóu),防止矽油受熱膨(péng)脹或蒸發。
3)儀表伴(bàn)熱與工藝伴熱分(fen)開,以便伴熱總站(zhan)單獨設立,懸挂禁(jìn)🏒動牌,防止工藝人(rén)員誤關伴熱,确保(bao).伴熱質量👅,并在根(gēn)部閥處增加🙇🏻帶溫(wēn)控器的電伴熱,确(què)保裝置異😘常情況(kuàng)🤟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(deng)含🍓有少量催化劑(jì)的19台單對楔式流(liú)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(yā)口,嘗試向上取壓(yā),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(zhi)的24台雙對楔式🏃🏻流(liu)量計設計取壓口(kǒu)朝上,運行時經常(cháng)🔴集氣,維護時需要(yào)經常排氣,排💁氣存(cún)在介質外漏風險(xiǎn)，外漏的介質滴到(dào)保溫棉易引起火(huo)災,最終選爲調向(xiang)爲斜下45°取壓,确🔅保(bao)介質流過時能與(yu)🚩膜盒充分接觸,保(bao)證測量的正确‼️率(lǜ),排污時用桶接液(ye)防止介☀️質滴到可(kě)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(pai)氣。排污閥出口再(zai)加一段帶彎頭排(pai)污管(防止噴濺),排(pai)污洩壓(放空)閥還(hai)可以在流量計校(xiào)準過🔴程中保證正(zhèng)負雙法蘭之間的(de)受壓一-緻,确保校(xiao)準可靠,同時📐保證(zhèng)維修♊人員的安全(quan);另外若雙法💃🏻蘭變(bian)送器損壞需要更(geng)換,通過排污洩壓(ya)閥門]能夠判斷取(qu)壓一次閥門]是否(fou)✂️滲漏。
5優化效果
1)優(you)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(tú)2所示。
 
2)優化後加氫(qing)減壓塔加熱爐8路(lù)進料流量在2025年12月(yuè)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(dong)控制回路全部具(ju)備投用條件,有效(xiào)保證了工藝操作(zuò)和😄緊急狀态下的(de)聯鎖可靠㊙️動💃作。
6結(jie)論.
　　楔式流量計在(zài)裝置運行中相對(duì)于孔闆流量計,.抗(kàng)髒污、可自清潔、運(yùn)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(xiàng)流,性能好維🈲護,維(wéi)修工作量大大減(jian)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(he)所有工況，對于測(ce)量過程出現的具(ju)體問題要根據實(shí)際情況針對性進(jìn)行優化,因此當在(zai)裝置運行過程中(zhōng)發現測量儀表不(bu)準時，不可直接否(fǒu)定某一類測量儀(yi)表🙇🏻,應👅綜合考慮材(cai)質、取壓方式、介質(zhì)成分、溫度♻️和壓力(li)等多方因素,并借(jiè)鑒類似裝置使用(yòng)經驗,進行改造優(yōu)⭐化，提高儀表适應(yīng).性,确保計量正确(què)率。

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