摘要:楔式流量計(jì) 在使用中相對于(yú) 孔闆流量計 來說(shuo),對于同一種介質(zhi)的靜壓損失要減(jian)小較多,楔式流量(liang)計+ 雙法蘭變送器(qì) 的檢測方式,省掉(diào)了引壓管的鋪設(she),從而節省了伴熱(rè)源的鋪設和伴熱(rè)蒸汽的消耗,對于(yú)裝置整體能耗的(de)降低❌有一定的☎️提(ti)高。但在實際運用(yòng)中,若生搬硬套安(an)裝規範，則有可能(neng)因取壓方式選取(qǔ)不适合工況而導(dǎo)緻儀表示值不準(zhǔn)，如介質是液🤩态時(shi),按照規範取壓口(kǒu)安裝在管線低部(bu)或水平🌐45°以下,楔塊(kuai)與取壓口一般保(bao)🏃🏻‍♂️持同側,也在管線(xiàn)的水平45°以下🥰部位(wèi),這樣當介質通過(guò)💞時其内部包含的(de)雜質顆粒便會因(yīn)🧑🏾‍🤝‍🧑🏼爲楔塊的阻抑,逐(zhu)漸在楔式流量計(jì)♊底部内腔中💰沉澱(diàn),容易堵塞取壓口(kou),導緻測量失真,因(yin)此現👨‍❤️‍👨場安裝一定(dìng)要結合實際工況(kuàng)優化調整。
0引言.
　　楔(xiē)式流量計非常适(shì)合測量黏稠、含顆(ke)粒物的介.質,某煤(mei)♈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(liàng),但在開車過程中(zhong)經常發生計量不(bú)準問題,嚴✏️重時甚(shèn)至DCS無⭐指示，導緻工(gong)藝人員無法監控(kong)💯,很大程度🔆影響對(dui)油品質量的控制(zhi)和産量調整。作者(zhe)通過對楔式流量(liang)🔴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(lǜ)影響較大,并随之(zhi)進行了優化。
1楔式(shì)流量計
　　楔式流量(liàng)計是20世紀80年代開(kai)始應用的一種新(xīn)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(shì)用于高黏度、低雷(lei)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(qi)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(liang)計的測量精度。以(yǐ)往使用的節流裝(zhuang)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(dù)受到嚴重的影響(xiǎng),而楔式流量計雷(lei)諾數最低可達300厘(li)泊,在這樣極寬的(de)範圍内流量和差(cha)壓🔞始終成正比關(guān)系,流量系數呈線(xian)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(jie)質流量,如油品裝(zhuang)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(lǐ)
　　楔式流量計是利(li)用帕努利原理,将(jiang)截面成V形的楔塊(kuai)放入工藝管道中(zhong)而構成的一種新(xīn)型節流裝置,通過(guo)楔塊産生差壓，當(dang)流體通過楔式流(liu)量計時，由于楔塊(kuai)⛹🏻‍♀️的節流♈作用,在楔(xiē)塊前、後側會産生(sheng)了一個🔴與體積流(liú)量值成平方關系(xi)的😍差壓，該差壓正(zhèng)比于質量或體積(jī)流量。此差壓信号(hao)通過膜❗盒傳送到(dao)差壓變送器,差壓(ya)變送器通過計算(suàn)就會得出與😘差壓(ya)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(zhí)。楔塊--般安裝在管(guǎn)道的上部,它的圓(yuán)滑頂角朝下☀️,這樣(yang)有利于含懸浮顆(kē)粒的液體或黏稠(chóu)液體及髒污介質(zhì)順利通過,不會在(zai)節流件上遊側😍産(chan)生滞流。對同一管(guan)徑,不同的楔比🔴H/D(楔(xiē)塊.開口高度H和管(guǎn)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(tu)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(bù)件與易損部件,耐(nai)⁉️磨性好,長期運行(hang)精度高。經标定的(de)楔式流量計🐆流量(liàng)系數基本📧誤差在(zai)±0.05%以内,重複性好、穩(wen)定性好、可靠性高(gao)、壽命長、成🔞本低及(ji)♉安裝維護方便;結(jie)構獨特,無沉‼️積、不(bú)堵塞,适用範圍廣(guang),除應用于常規的(de)氣體液體、蒸🥵汽外(wai),特别适用于黏度(du)高、混合液易結晶(jīng)、高含塵氣體及含(hán)固體顆粒液體、漿(jiāng)狀液體,如水煤漿(jiang)蠟、渣油油漿、黑水(shuǐ)、廢水等的流🤞體測(ce)量,具有自👉清潔能(néng)力,無滞流區。
　　另外(wai)楔式流量計+雙法(fǎ)蘭變送器的檢測(cè)方式，省掉了引壓(yā)管❗的鋪設,從而節(jie)省了伴熱源的鋪(pù)設和伴🚩熱蒸汽的(de)消耗,楔式📐流量計(jì)的取壓接口可與(yǔ)表體❌和工藝管線(xiàn)進👌行整體保溫,通(tōng)過流體本身的熱(re)源🔅保證楔式流量(liang)計冬季的防凍🔞措(cuò)施,節省了裝置的(de)🌏蒸汽能源消耗和(he)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(zhi)
　　油品加工裝置是(shì)以費托合成裝置(zhì)穩定重質油和合(he)格蠟低溫油洗單(dān)元的油洗石腦油(you)爲原料,在高溫高(gao)壓、氫氣以及催化(hua)劑💘的作用下進行(hang)烯烴飽和🐕以及含(hán)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(zhōng)重質油的凝點30℃左(zuǒ)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(gé)蠟的介質溫度180℃、壓(yā)力0.6MPa、密度870~900kg/m3、凝點在57~63C;油(yóu)洗石腦油的介質(zhi)密度780~970kg/m3、壓力0.64MPa、溫度52℃、沸(fei)點20~160℃;尾油的介質密(mì)度729kg/m3、溫度.210℃、壓力0.5MPa;重柴(chái)油的介質密度636kg/m3、溫(wen)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(zhì)壓力1MPa、溫度30℃。
3原因分(fen)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(néng)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(li)，裝置長周期運行(hang)一段時間後,催化(hua)劑顆粒會逐漸沉(chen)積到🙇🏻流量計的取(qu)壓口,從而堵塞取(qu)壓口，造成無法正(zheng)常檢測壓力,緻使(shi)流量計❓測量失真(zhen);同時還會沖刷磨(mo)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(dī)等因素,重質油經(jīng)🔱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(gang),膜盒長時間與帶(dai)氫介質接觸,帶氫(qīng)介質會不斷稀釋(shì)出氫離子，氫離子(zǐ)會逐漸滲透到膜(mó)片背面,并在背後(hòu)慢慢聚集成氫氣(qi),這些氫氣反向滲(shèn)透速度慢于整箱(xiāng)速度,最終會把膜(mo)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(gōng)程施工及驗收規(gui)範》等通用性儀表(biǎo)安裝規範進💛行安(ān)裝,即測量氣體介(jiè)質的取♈壓口在管(guan)道的水平45°以上，測(cè)量液體介質的取(qu)壓口😍在管道的水(shui)平45°以下,測量髒污(wu)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(yè)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(liàng)計的楔塊在表體(ti)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(ye)體時,如果取壓口(kǒu)在管道的水平45°以(yi)下，那麽楔塊也在(zai)管線的水平45°以下(xià),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(zhì)雜質顆粒會因楔(xie)塊的阻抑而逐漸(jian)在楔式流量計的(de)下部表體内腔沉(chen)積🈲，時間久了就有(you)堵塞楔塊前方取(qu)壓口的可能性,易(yì)造成流量計測量(liàng)失真。另外,部分油(you)品中本身就含有(yǒu)催化劑顆粒,因此(ci)容易堵塞,造成測(cè)量失真;部分油品(pin)雖然是液态,但.是(shi)輕質組分(如氫氣(qi))很容易稀釋出氣(qì)體,會在取壓口聚(jù)集從而隔絕測量(liàng)膜盒,同樣會造成(chéng)測量失真。
4優化方(fāng)案
1)因重質油和蠟(là)中含有催化劑顆(ke)粒,且此催化劑顆(ke)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(tan)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(shen)問題,将所有含氫(qīng)介質的變送👉器☎️膜(mo)盒接液材質全部(bu)更換爲黃金膜片(piàn)或金剛🧑🏾‍🤝‍🧑🏼膜片❌,防止(zhi)氫離子滲透進👣膜(mó)盒裏面,避免膜盒(hé)鼓包,消除變送器(qi)零漂或者假值問(wèn)題;同時将矽油更(geng)換🌈爲耐高溫(-30~315℃)矽油(you),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(zhàn)單獨設💋立,懸挂禁(jìn)動牌,防止工藝人(ren)員誤關伴熱,确保(bǎo).伴熱質量,并在根(gēn)部閥處⭐增加帶溫(wēn)控器的電伴熱,确(que)保裝置異常情況(kuang)時伴熱不間斷,防(fáng)止蠟⛹🏻‍♀️介質凝固。
4)根(gēn)據實際情況，選擇(ze)合适的取壓口，重(zhòng)質油和合格蠟⭐等(děng)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(qu)壓,運行時容易沉(chén)澱雜物堵塞取壓(ya)口,嘗試向上取壓(ya),但🍉是容易集氣,最(zui)終選⁉️取爲水平取(qu)壓;油洗石腦油和(hé)尾油、柴油等介質(zhi)的🧡24台雙對楔式流(liú)量計設計取壓口(kou)朝上,運行時經常(chang)集氣,維護時😍需要(yào)經常排氣,排氣存(cun)在介質外漏風險(xian)，外漏的介質滴到(dao)保溫⚽棉易引起火(huǒ)災,最終選爲🧡調向(xiàng)爲斜下45°取壓,确保(bǎo)介質流過時能與(yǔ)膜盒充分接觸,保(bǎo)證測量的正确率(lü),排污時用桶接液(yè)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(fang)空)閥,要求儀表人(ren)員定期排污或排(pái)氣。排污閥出口再(zai)加一段帶彎頭排(pai)污管(防止噴濺),排(pái)污洩壓(放空)閥還(hai)🏒可以在流量計🔆校(xiao)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(biàn)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(tu)2所示。
 
2)優化後加氫(qing)減壓塔加熱爐8路(lu)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(ding)性,導緻油品加工(gong)裝置🤩加氫、加氫裂(lie)化單元部分二級(ji)聯鎖及自動控制(zhì)回路無法投用🔴，嚴(yan)重影響工藝操作(zuo)。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(liang)穩定,聯鎖及自動(dòng)控制回路全部具(ju)🧡備投用條件,有效(xiao)保證了😘工藝操作(zuo)和緊急狀态下的(de)聯鎖可靠動作。
6結(jie)論.
　　楔式流量計在(zai)裝置運行中相對(dui)于孔闆流量計,.抗(kang)🏒髒✂️污、可自🍓清潔、運(yun)行精度高、差壓值(zhí)穩定、壓損小.量🌍程(cheng)比寬、直管段要求(qiú)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(ce)量儀表都不是萬(wàn)能的,即📧使國家規(gui)範也不一定适合(hé)所有工況，對于測(ce)量過程出現的具(jù)體問題要根據實(shi)際情況針對性進(jìn)行優化,因此當在(zai)裝🆚置運行過程中(zhong)發現測量儀表不(bu)準時，不可直接否(fǒu)定某一類測量儀(yí)表㊙️,應綜合考慮材(cai)質、取壓方式、介質(zhi)成分、溫度和壓力(li)等多方因素🆚,并借(jiè)鑒類似裝置使用(yong)經驗,進行改造優(you)化，提高儀💜表适應(ying).性,确保計量正确(què)率🐪。

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