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阿牛巴流量计在硫酸装置上应用
发布时间:2020-8-12 08:07:14

摘要:主风机是硫酸装置的核心动力设备,其流量参数的测量对装置运行至关重要。分析了硫酸.装置主风机流量的测量特点和要求,简介了阿牛巴流量计的工作原理和安装要求、配套变压器的安装要点,以及阿牛巴流量计在硫酸装置主风机上的应用效果,认为阿牛巴流量计具有测量稳定、压损低、价格.低廉、安装方便、重复性好等优点。
1概述
  鼓风机是诸多化工生产装置主要的流体输送设备之一。对硫磺制酸工艺来说,主风机将助燃空气引入焚硫炉,生成SO2、SO3等气体硫化物供后续工艺流程使用,扮演着举足轻重的作用。风机的流量监测对装置的整体运行至关重要。同时,对于离心式风机,风机流量还将参与风机防喘振控制。主风机流量是整个装置运行的核心,空气流量测量的不稳定会导致装置生产负荷难以控制,严重时更会导致装置生产无法继续乃至停车。
  以往方案从现场实施情况来看,流量显示基本能反应装置负荷运行情况,但是时常会发生流量示值突然偏低导致控制系统误判为风机喘振,甚至有时还要被迫停车,对生产造成损失。为了装置的连.续运行,有时工艺操作人员不得已要被迫切除防喘振控制,但从安全性角度,此做法风险太大,同时也不是长久之计。
2风机流量计的选型要求
  硫酸装置主要由焚硫转化、干吸、尾吸等几个工段组成。主风机是整个硫酸装置的动力中心,装置整体运行操作压力不高,对管道的压力损失要求较为苛刻。硫酸装置通常气体管道直径都比较大,一般会达到1m以上,且风机入口为负压环境,若流量
计安装不当,发生泄漏很难察觉,在不知不觉中,浪
费了动力。
  空气管道的流量测量,首先要考虑经济型和实用性,同时还要兼顾压损低和精度等方面的指标。鉴于.上述原因,从经济性、实用性、以及便于安装和维护角度来说,通常可以从插入式涡街、插入式或外夹式气体超声波、均速管流量计等类型中相互进行比较而选择。
  对于气体超声波流量计,无论是插入式还是外夹式,常见的测量原理有两种:时差和多普勒法。就压损而言,是个很理想的选择,但需经过声阻抗校核。由于风机入口管道负压环境的存在,具体测量点的声阻变得很小,以致产生阻抗匹配困难的问题。在超声波流量测量中,声阻抗与声速成正比,与流体密度成正比,所以被测介质的绝压越低,声阻抗越小。测量受到很大影响。
  对于插入式涡街流量计,风机振动通过空气管道的传播,对于流量测量来说是致命的。振动会导致涡街流量传感器产生同振动频率相对应的干扰信号,引起流量示值大幅度偏高。另一-方面,涡街流量计对于直管段长度的要求较高,通常需要达到前20D、后5D(D为直管管径,下同),否则测量结果误差较大,不具有参考价值。
  针对以上特点,均速管流量计对于克服.上述困难具有得天独厚的优势。均速管流量计直管段要求较低,压损小,对于大口径压损可忽略不计。但流体密度较小工况条件下,差压值往往很小,只有几十至几百帕的微差压。第三代“T”形均速管差压流量计,可以获得最大的差压信号和更少的信号干扰。笔者就阿牛巴流量计的原理和安装要求以及注意事项做详细分析。
3阿牛巴流量计
3.1流量计原理
  阿牛巴(annubar)流量计又称均速管流量计,是一种基于毕托管原理设计的多孔平均流速流量计,它产生一种与流量的平方成正比例的平均压差。它由均速管流量传感器、引压附件与差压显示仪表组成。为了产生与流量成正比例的电信号,阿牛巴流量计通常把压差的输出信号用导压管耦合到差压变送器
流量计算基本公式:

3.2流量计安装要求
3.2.1传感器的安装
1.安装偏差
  为了保证流量计的测量精度,传感器安装时应将偏差控制在一定范围(见图1)。传感器的总压孔必须正对流向,偏差不大于7°[现图1(a)];传感器应沿管道直径方向插入到底,安装偏差控制如图1(b)和(c)_国.所示。.

2.安装位置
  对差压流量测量仪表而言,较长的直管段与测量精度和不确定度有着密切的关系。由于硫酸装置的空气管道管径较大,直管段长度有限,通常不易满足流量测量仪表的安装要求。为了尽量满足安装要求,通常会在鼓风机出口至焚硫炉之间这段相对较长的直管段上选取流量测量位置,然而测量效果并不理想,时常发生流量跳变,难以控制。
  对于离心风机机组的防喘振控制,因为喘振本.质上是动设备入口流量小于喘振流量时出现的流量脉动现象,所以测量的流量通常采用的是风机的入口流量。虽然出口流量在理论上等于入口流量,但在特定情况下,比如风机出口有回流管道、防喘振阀内漏等,此时出口流量就不能完全真实地反映入流量的情况。
  对硫酸工艺流程来说,针对现场配管的实际情况,鼓风机入口空气通常由大气经过过滤器后进入干燥塔,干燥塔顶出口管道垂直向下至地面后进入鼓风机。对干燥气体介质来说,差压流量计可考虑安装于垂直管段,同时也无需保证介质流向必须自下而上。通常阿牛巴流量计所在管道情况只涉及前后两个等径弯头,根据JB/T5325《均速管流量传感器》,在不同情况下(如图2所示),直管段长度的要求详见表1。

  均速管流量传感器上游侧无局部阻流件(即整流器)时,对于前后等径弯头处在同一平面时为前7D后3D,不同平面时为前9D后3D。厂家样本给出的推荐直管段一般要求为前8D、后4D即可满足测量需求,部分品牌甚至可在前7D、后3D条件下保证测量精度达到0.5%~1.0%。.
3.2.2变送器的安装
  对于插入式差压流量计,压差通常只有几十到几百帕,其变送器需要选择高精度的微差压变送器。目前进口品牌的变送器精度可以达到0.065%(相对于满量程,下同),国产的微差压变送器精度也可达到0.15%。
  微差压变送器的安装,必须注意表头安装方向所带来的零点漂移。通常以表头垂直向上为宜,不要倾斜。因为微差压变送器由于量程很小,膜盒自重会带来零点漂移,且此漂移量很可能会超过迁移范围(通常在0.4kPa范围内),无法通过调零矫正来解决。在流量计采购过程中,尽量采用分体式阿牛巴,以保证变送器表头可以独立垂直安装于立柱支架上。如果采用一体化阿牛巴.应与厂家沟通好安装于垂直管道并说明流体方向。
3.3应用效果
   在某硫磺制酸装置上.风机流量计安装在风机的出口侧管道上。据业主反映.风机流量十分不稳定.经常出现大幅度跳变。技术改造后.在风机入口侧增设了阿牛巴流量计.流量计安装在垂直管段上。由于阿牛巴流量计出厂时为一体化结构.变送器表头无法直立.导致膜片自重引起零点漂移.故并未考虑将其安装在垂直管段上。后来业主增加了配件对阿牛巴流量计进行了改装.将变送器的表头直立.然.后重新调零.打开阀组.测量效果良好.风机流量较为稳定。
4结束语
  阿牛巴流量计对于硫酸装置的风机流量测量,具有测量稳定.压损低.价格低廉、安装方便、重复性好等优点。阿牛巴流量计在管道安装条件较好时,可具有0.5%~1.0%的重复性5.可完全胜任于化工装置的控制甚至非贸易级企业用能核算的计量。值.得注意的是.若流量参数参与风机的防喘振控制.阿牛巴的安装位置应尽量选择在风机入口管道上.同时在配管设计时.需要注意预留仪表维护平台.便于日后的安装.维护和操作。

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