煉化廠渦街流量計的實際運(yùn)用現(xiàn)狀和調(diào)研分析

上海自動化儀表有限公司煉化企業(yè)天然氣管輸計量儀表大多采用標(biāo)準(zhǔn)孔板流量計、渦輪流量計和氣體超聲波流量計等，這三種儀表各有其優(yōu)缺點，標(biāo)準(zhǔn)孔板流量計受技術(shù)條件的限制，存在量程比小、壓損大、安裝條件苛刻等不足; 渦輪流量計易受現(xiàn)場工況干擾，密度低 ( 壓力下降) 時流量下限升高，線性度變差，同時渦輪葉片容易腐蝕、積垢，管線的啟停操作也對渦輪的使用有潛在的損壞風(fēng)險，后期維護(hù)工作量較大; 氣體超聲波流量計準(zhǔn)確度高，但價格昂貴，使用、維護(hù)成本較高，對于安裝、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)督計量表在安裝位置存在直管段長度不夠，臨近變電所等因素，導(dǎo)致原丹尼爾超聲波流量計運(yùn)行期間多次出現(xiàn)故障，計量比對偏差較大。為徹底解決此問題，公司計量專業(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)、測量精度高、使用成本低的計量儀表進(jìn)行替代。

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

1 原天然氣進(jìn)廠計量現(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，按照項目設(shè)計，兩支路均安裝了丹尼爾氣體超聲波流量計作天然氣進(jìn)廠監(jiān)督比對計量手段，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，瞬時流量范圍 3 000 ～ 20 000 Nm3 /h，流量波動較大。

( 2) 受現(xiàn)場環(huán)境條件限制，計量儀表安裝位置存在前后直管段長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)致流量計日常運(yùn)行驅(qū)動增益偏大，經(jīng) 常 出 現(xiàn)故障。

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

( 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檢定時間在 2 ～ 3 個月左右，影響計量表有效使用周期;公司裝置檢修期為 4 年，無法按檢定規(guī)程進(jìn)行檢定，影響流量計的有效合規(guī)使用。

因為以上問題，公司 2 臺進(jìn)廠天然氣超聲波流量計運(yùn)行不穩(wěn)定，計量數(shù)據(jù)誤差大，無法正常實現(xiàn)計量監(jiān)督比對作用，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)廠能源計量管理，青島煉化公司嘗試尋找一種適應(yīng)能力強(qiáng)、測量精度高、使用成本低的計量儀表進(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)廠天然氣的瞬時流量和壓力不穩(wěn)定，可在 3 000 ～25 000 Nm3 /h 流量之間波動內(nèi)正常計量，替代儀表須具備以下條件:

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

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

( 3) 使用成本相對較低，便于開展安裝、維護(hù)和檢定等工作。

經(jīng)調(diào)研，渦街流量計作為新型差壓流量儀表，具有測量精度高、量 程 比 寬、適 應(yīng) 能 力 強(qiáng)、現(xiàn)場安裝無直管段要求等優(yōu)勢，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，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，上海自動化儀表有限公司這樣做也便于同一支路進(jìn)行計量數(shù)據(jù)和使用效果的比對。