淺析如何降低金屬管轉(zhuǎn)子流量計在水罐中凝結(jié)

摘 要：近幾年，凈化廠5套金屬管轉(zhuǎn)子流量計凝結(jié)水罐在運行過程中液位長期高于 90%，超出凈化廠參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)20%-80% 控制范圍要求，探索導(dǎo)致200萬金屬管轉(zhuǎn)子流量計凝結(jié)水罐長期處于高液狀態(tài)的原因，如何解決并制定相應(yīng)改進(jìn)措施，上海自動化儀表將凝結(jié)水液位控制在20%-80%，并長期保持在正常液位，保證金屬管轉(zhuǎn)子流量計及下游水熱系統(tǒng)安全平穩(wěn)運行。文章從現(xiàn)場實際運行入手，提出合理的解決思路，徹底解決金屬管轉(zhuǎn)子流量計凝結(jié)水罐超控制運行。

1 目前運行現(xiàn)狀

凈化廠5套裝置的凝結(jié)水罐液位從2016年11月—2017年 3月進(jìn)行調(diào)查，統(tǒng)計并了計算五套裝置凝結(jié)水罐液位的平均值。

從2016年11月—2017年3月凝結(jié)水罐液位統(tǒng)計表可以看出之前的凝結(jié)水罐液位基本在90%以上，而凝結(jié)水罐液位的正常范圍應(yīng)控制在20%～80%。小組成員隨機查詢了兩個由上可以看出，5套金屬管轉(zhuǎn)子流量計凝結(jié)水回水罐液位在90%以上的頻率相差不大，所以并非某一套金屬管轉(zhuǎn)子流量計影響至金屬管轉(zhuǎn)子流量計凝結(jié)水罐液位低。

從以上實際情況和分析可以看出，凝結(jié)水回水不暢是200萬裝置凝結(jié)水罐偏高的癥結(jié)所在，只要解決這個問題，200萬裝置凝結(jié)水罐液位偏高的問題就能得到很好的控制。

2 對現(xiàn)狀進(jìn)行分析

2.1 凝結(jié)水回水壓力不足

目前，冬季200萬金屬管轉(zhuǎn)子流量計凝結(jié)水罐液位調(diào)節(jié)閥LV-1108閥后壓力為0.18～0.20MPa，而回水器壓力則在0.15～0.20MPa，上下游回水壓差在0～0.05MPa間很小，回水推動力不足。而在夏季期間，金屬管轉(zhuǎn)子流量計區(qū)凝結(jié)水罐液位調(diào)節(jié)閥LV-1108閥后壓力為0.18～0.22MPa，而回水器壓力則在0.09～0.12MPa，回水壓差在0.06～013MPa，回水推動力大，凝結(jié)水罐液位正常。通過夏季和冬季蒸汽和凝結(jié)水管線運行的壓力對比可知，凝結(jié)水回水壓力不夠是導(dǎo)致凝結(jié)水回水不暢的重要原因。

2.2 冬季凝結(jié)水回水總管流量增加，回水壓降增大和夏季運行相比，我廠冬季運行期間，裝置區(qū)伴熱回水與生產(chǎn)蒸汽凝結(jié)水回水一起同時匯入凝結(jié)水回水總管，凝結(jié)水回水管線流量明顯增加，為計算凝結(jié)水回水流量增加對凝結(jié)水回水壓降的影響，需計算出伴熱凝結(jié)水回水流量。由于我廠凝結(jié)水回水管線無流量計量裝置，無法直接顯示凝結(jié)水回水量，故采用間接方法來計算凝結(jié)水回水量。非常好凈化廠1#鍋爐房共有五臺WNS-10-1.25Q型鍋爐，主要負(fù)責(zé)為5套200萬裝置、甲醇回收裝置提供生產(chǎn)蒸汽和伴熱蒸汽，故可通過計算鍋爐上水總量減去連、定排水量及生產(chǎn)蒸汽用量可粗略地得出伴熱蒸汽用量。即伴熱回水量=鍋爐上水量-生產(chǎn)蒸汽量-鍋爐連、定排水量（各裝置生產(chǎn)蒸汽損失量少，可忽略）。

凝結(jié)水回水總管中，增加的伴熱回水量=（180+160+120）*87%-（31+31+25+25）-50-24*3(噸/天）=159(噸/天），而回水總管流量=（180+160+120）*87%-24*3=327（噸/天）。

根據(jù)管徑中Q=u*A，假定管內(nèi)流體均為滿管流動，故流量增加，流速也增加。由于伴熱回水管線與生產(chǎn)蒸汽凝結(jié)回水為匯合管路關(guān)系，故壓力不變。

根據(jù)范寧公式ΔP=λL2ρu2/2d，圓形直管內(nèi)阻力損失與u2成正 比 。 查 得 120℃ 飽 和 凝 結(jié) 水 ρ =943kg /m3,μ=0.237cp=0.000237Pa. s；管內(nèi)徑 d=200mm,管長為 L=500m,流速 u=Q/A=1.2m/s。

所以雷諾數(shù) Re=duρ/μ=0.2*1.2*943/0.000237=9.55*105,流型為湍流。

查 取 鋼 管 的 絕 對 粗 糙 度 ε =0.25mm, 則 ε/d=0.25 / 200=0.00125,查得摩擦系數(shù) λ=0.025，將以上有關(guān)數(shù)據(jù)帶入式 ΔP=λL2ρu2 / 2d。則直管阻力損失 ΔP1=0.025*500*1.2*1.2*943（/ 2* 0.2）=42435Pa≈0.042MPa。

凝結(jié)水回水總管路中有9個90°彎頭，1個標(biāo)準(zhǔn)三通，則局部阻力損失 ΔP2=ξρu2 / 2=(1.3*9+1.5)*943*1.2*1.2/=17924Pa≈ 0.018MPa。

故整個回水管線壓降ΔP=ΔP1+ΔP2=0.042+0.018=0.06MPa,同理可計算夏季時凝結(jié)水回水總管壓降ΔP=0.03MPa。

3 解決措施

（1）依次對1～5#裝置區(qū)疏水閥進(jìn)行了逐一排查，凝結(jié)水所發(fā)出的聲音較低，類似于“波浪聲”，而蒸汽泄露發(fā)出的聲音音調(diào)高，聲音輕，類似于哨聲，通過聲音測試法查找出1～5#裝置區(qū)有故障的疏水閥33個，疏水閥故障易造成凝結(jié)水管線里拌入蒸汽，不但影響凝結(jié)水正常傳輸，且易產(chǎn)生水擊，造成管線損傷。立即對這33個疏水閥進(jìn)行了更換。

（2）從1～5#裝置區(qū)過來的凝結(jié)水溫度原本較高，而凝結(jié)水出口管線及凝結(jié)水回水器包裹保溫，也是造成凝結(jié)水出口壓力過高的主要原因。小組成員利用拆除凝結(jié)水管線部分保溫及拆除凝結(jié)水回水器閃蒸罐保溫的方法，降低凝結(jié)水出口溫度，從而降低凝結(jié)水壓力。

（3）我廠原來使用蒸汽伴熱對管線、儀表進(jìn)行冬季保溫，防止管線凍堵，而蒸汽伴熱管線與生產(chǎn)蒸汽同匯入凝結(jié)水總管，總管內(nèi)液體量增加，液體的流速降低。近年來我廠逐漸使用電伴熱代替蒸汽伴熱，蒸汽伴熱使用量減少，凝結(jié)水管線內(nèi)液體量減少，液體流速較往年增加，凝結(jié)水管線內(nèi)液體阻力減小。

4 結(jié)語

綜上所述，要想降低金屬管轉(zhuǎn)子流量計凝結(jié)水罐液位需要從裝置區(qū)進(jìn)行排查，上海自動化儀表做好設(shè)備裝置的優(yōu)化，根據(jù)做好日常設(shè)備的維護保養(yǎng)工作，設(shè)備裝置區(qū)能夠良好的進(jìn)行運行，非常終達(dá)到降低金屬管轉(zhuǎn)子流量計凝結(jié)水罐液位的效果，提高設(shè)備的運行溫度。