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淺析影響硫化氫流量計精確度的因素及應對策略

1、引言   
測量用的流量計有多種類型的流量計都可以測量,比如硫化氫流量計,楔形流量計,V錐流量計等產(chǎn)品都可以實現(xiàn)。由于硫化氫流量計具有結(jié)構(gòu)簡單、計量可靠穩(wěn)定、儀表配套齊全、適用于大流量氣體的計量等諸多優(yōu)點,被煤氣行業(yè)廣泛采用,屬于煤氣測量領(lǐng)域使用*大的流量計之一。不過,由于硫化氫流量計因投運后或長期使用后出現(xiàn)的精確度下降等問題,使得煤氣供銷差率居高不下,同時也造成煤氣氣源廠和煤氣供應公司之間常因氣量結(jié)算問題發(fā)生計量糾紛。本文結(jié)合硫化氫流量計的實際使用情況,探討了如謀氣密度(組分)變化、煤氣含水童、煤氣中的雜質(zhì)、二次儀表的誤差等這些造成硫化氫流量計精確度下降的主要因素,并提出了諸如修正密度、處理水和水蒸氣、定期清洗、吹掃計量裝里、定期校驗二次儀表等改進措施。

2、孔板流,計精確度下降的主要因素
硫化氫流量計的使用,無論是對被測量的煤氣的質(zhì)量,還是對測量系統(tǒng)的設(shè)計、安裝、維護等都是有其嚴格的要求和條件限制的。任何超出規(guī)定范圍或破壞使用條件的,都將造成硫化氫流量計嚴重失準。因此在實際工作中,影響硫化氫流量計精確度的因素很多,但筆者認為主要因素源自以下四個方面:
2.1煤氣密度(組分)變化對硫化氫流量計的影響
煤氣密度的確定對測量精確度有重大影響,由流量計算公式可見,密度與差壓處于同等重要地位。如果密度值測不準,則即使差壓測量為高精度,測量結(jié)果也不會高精度的,但這點實際上往往易被忽視。具體來講,流經(jīng)硫化氫流量計的煤氣流量的大小,與煤氣密度的平方根成反比,即其它參數(shù)不變時,密度越大(小),流量越小(大)。而在硫化氫流量計實際工作時,卻是把煤氣密度取為定值Po,因此,硫化氫流量計顯示的流量大小,只與Po有關(guān),而與實際煤氣的p值大小無關(guān)。這對于單一氣源的流量測量來說,影響不大,因為只要煤種、配煤沒有大的變化,爐溫穩(wěn)定,壓力制度正常,煤氣的成分基本穩(wěn)定在一個范圍內(nèi),密度也就變化不大。但一旦摻人其它氣源如水煤氣、發(fā)生爐煤氣、液化石油氣等,由于成分變化大,實際煤氣的密度也就發(fā)生很大的變化,如果此時硫化氫流量計仍把煤氣密度取為定值Po,就將產(chǎn)生很大的計量誤差,該誤差的大小為:(1-√Po/P ̄) Po一設(shè)計時的煤氣密度}P--實測的煤氣密度)。以總公司煉焦氣化廠為例,硫化氫流量計是根據(jù)純焦爐煤氣設(shè)計的,當初設(shè)計煤氣密度取。. 554 97比/m3,計量很準確。近年來,為保證煤氣的供應量,特別是在冬季,每天都不定時、不均勻地摻混大量的(占日輸供量10%一20 0,6)發(fā)生爐煤氣,使煤氣密度產(chǎn)生很大的變化,雖然設(shè)計煤氣密度Po改為0. 570 Slkg/m3,但仍比煤氣的實際密度低很多,造成硫化氫流量計計量偏高,P*高時曾達到0. 708 0噸耐,比。。上升了24. 106,由此引起的流量誤差也達到了+10.23%。
2. 2煤氣含水量對硫化氫流量計的影響
人工煤氣在凈化過程中,一般都要經(jīng)過水的洗滌,因此,煤氣都是飽和的。煤氣流動過程中溫度、壓力會發(fā)生變化,水蒸氣凝析,一部分水存積在孔板的前后直管段、孔板環(huán)室及導壓管內(nèi),而這恰是硫化氫流量計使用條件絕對不允許的,會造成計量的嚴重誤差。此外由于煤氣中帶有的大量飽和水蒸氣一起流經(jīng)流量計,而所有這些水蒸氣是孔板本身無法識別的,只能隨煤氣一起計入輸氣量。在煤氣進人氣柜和輸配管道后,由于增壓和中途溫度不斷降低,水蒸氣不斷地凝析成水流人水井,使煤氣體彩縮減,從而產(chǎn)生了體積差,而這部分卻不能計人售氣量。從我公司每天僅在中壓管道中抽出的十幾噸水來看,造成的產(chǎn)銷誤差是很大的。
2. 3煤氣中的雜質(zhì)對硫化氫流量計的影響
硫化氫流量計在煤氣管道上運行一段時間后,煤氣中的灰份、蔡、焦油、煤氣膠等雜質(zhì)會逐漸沉積吸附在孔板的孔口、端面和上游管道上,使得孔板入口尖銳度、表面光潔度降低、內(nèi)徑變小、上游管道粗糙度增加等,造成計一量值偏大。
2.4二次儀表對硫化氫流量計的影響
差壓變送器、壓力變送器、流量積算器等二次儀表的誤差,以及它們之間連接、接頭、轉(zhuǎn)換等處的泄漏,也對硫化氫流量計系統(tǒng)精度產(chǎn)生*直接的影響,應給予高度的重視。
3、改進措施
3.1對密度進行修正
為減少密度變化造成的影響,*好的解決方法是:每種氣源分別計量,盡量避免用一塊總表測多種氣源的混和量,以保證儀表的精確性。   
還可以用以下方法做部分補償:  
①根據(jù)近年來實測的煤氣密度數(shù)據(jù),求出平均值,輸人硫化氫流量計積算器,使積算器按較接近實際的密度值運行。  
②用化驗分析法測得每天(或每月)的平均密度值P,作為當天(或當月)硫化氫流量計的實際密度,對流量進行人工校正,校正公式為:        
Q校一√Po/P ̄  
Q校一密度校正后的煤氣流量;  
Q表一硫化氫流量計積算器顯示的流量。  
實測煤氣密度的方法,可以是每天定時取樣分析,求平均值,也可以用小鐘罩24小時連續(xù)取樣,定時分析。  
按理對密度P應和壓力、溫度一樣進行實時的完全補償,但目前國內(nèi)尚無適用的可輸出連續(xù)信號的在線氣體密度計可供使用。
3. 2對水和水蒸氣的處理
目前尚無理想的方法給予解決,可以:
①盡可能地降低出廠煤氣的溫度,減少水蒸氣的含量,如進行冷凍脫水。
②在孔板前后,分別安裝排水裝置,如圖所  
采用自動排水加人工排水的方法,實際效果很好。公司要求,冬季每班必須排水一次,其他季節(jié)每天排水一次,排水后,檢查排水閥是否關(guān)緊。
3. 3定期清洗、吹掃計量裝置
*先,氣源廠應加強對煤氣的凈化處理,使其符合**有關(guān)質(zhì)量標準,減少對流量計的污染。其次,定期對孔板及直管段上的雜質(zhì)進行清洗、吹掃。可采用:①在線式可換孔板,②多管并聯(lián)。二者均能做到在不停氣的情況下更換、清洗、吹掃硫化氫流量計系統(tǒng),這會給那些氣質(zhì)較差且停氣較困難的用戶帶來清洗上的方便??偣練庠磸S在1995年由原來的單管計量,改為多管并聯(lián)計量,同時又安裝了三套可換式硫化氫流量計(二開一校),定為每3個月清洗、吹掃一次(視其臟污程度,可調(diào)整清洗周期),此項工作由氣源廠和我公司共同進行。
3.4定期校驗二次儀表
為使二次儀表高準確度運行,應定期檢查、校驗二次儀表,具體內(nèi)容為:①檢查取壓管是否存在堵塞、進水及泄漏現(xiàn)象,尤其要注意泄漏問題,管子、接頭、閥門、焊縫、與差壓變送器的連接處等均為可能的泄漏點,應用肥皂水等方法檢漏;對與差壓變送器連接的三閥組中的平衡閥亦應注意,防止失靈后使高低壓串通,導致壓差減小進而影響計量精度。②校驗差壓變送器的零點,減小零點漂移帶來的影響。③除差壓變送器外,其他二次儀表組成整體用高精度的差壓計進行在線模擬試驗,確保量程在允許的范圍內(nèi)。以上檢查、校驗工作由我公司和氣源廠雙方儀表人員每月26日共同進行,并作好記錄,共同簽字認可。