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分析孔板流量计在炼油厂轻烃装置的测量误差原因和解决方案

作者: 来源:秒速飞艇 发布时间:2018-05-07 11:16:54

[摘要]对测量含 C3、C4 组分的炼厂气的孔板流量计的仪表管路、变送器等系统等产生测量误差的原因进行了分析和处理,解决了仪表测量失准的问题,取得了良好的效果。
  某炼油厂轻烃装置采用孔板流量计测量含 C3、C4 组分的炼厂气流量,自投入使用以来,经常出现仪表测量失准,给工艺操作带来许多不利影响。同时,该装置还采用孔板流量计作为上下游装置的生产计量,仪表故障也影响了计量的准确性。我们结合现场实际情况,对现场测量仪表管路、变送器等系统等产生测量误差的原因进行了分析和处理。
1、孔板流量计测量原理:
  当流体流经管道中的孔板时,流束将在孔板处形成局部收缩, 流速增加、静压力降低,在孔板前后产生微小的静压力差(称为差压)。流体的流速增快,孔板前后产生的差压相应增大,从而可以通过测量差压来间接测量介质流量的大小。
  流量测量系统原理如图1所示。

图1 流量测量仪表流程
图1 流量测量仪表流程

2、产生测量误差的原因分析和解决措施:
2.1、差压变送器原因:
  差压变送器是指能将差压值变换成4~20 mA标准模拟信号输出至流量管理器或工业控制机的仪表。很大程度上,其准确度的高与低、性能的好与坏,对流量计的测量结果影响十分大。实际工作中,由于没有按照设计要求进行差压变送器的选型、安装和使用中的维护保养,导致流量计产生测量附加误差的情况经常发生。
(1)差压变送器的准确度等级和量程范围的选择不正确,就会造成“小马拉大车或大马拉小车”现象的出现,进而引入测量附加误差。
(2)差压变送器的零位偏高(或低),造成差压值偏大(或小),使计算气量比实际气量偏大(或小)。
(3)差压变送器的三阀组漏气或堵塞。高压阀漏气,将导致计算气量比实际气量偏小,低压阀漏气将导致计算气量比实际气量偏大,平衡阀内漏将导致计算气量比实际气量偏小。
(4)差压变送器和二次显示表的重复开方,会导致测量系统相当大的误差。
解决措施:
①严格按照设计要求进行选型、安装。
②对差压变送器进行回零检查,发现有异常或超差情况时, 及时进行校准。
③对差压变送器进行排污验漏检查。
④加强变送器校验记录和二次表组态数据的管理,避免随意修改仪表设定值。

图2 原设计的仪表测量管路系统
图2 原设计的仪表测量管路系统
 


2.2、导压管线引起的传送失真:
节流装置导压管的作用是将节流装置所产生的差压信号不失真地传递到差压变送器,图2就是原设计的仪表测量管路系统,从图中可以看出,导压管的配置存在很大问题。
(1) 切断阀设置不当引起的误差
仪表选型设计要求导压管路上的阀门除排污阀以外应采用与导压管同内径、高密封性能的阀门。但现场取压阀门却选用针形阀,这很容易造成堵塞和冻堵。
(2) 仪表无隔离器引起的误差
隔离器的作用是利用被测介质与隔离液(水)之间具有化学稳定性,即被测介质与隔离液之间无化学反应,同时被测介质与隔离液之间互不相溶且密度有所不同,可以使被测介质与隔离液在隔离器内形成明显的分界面。这样,就能使具有腐蚀性或粘稠易结晶凝固的介质不再进入隔离器之后的管路和变送器,既可保证所测量的孔板正负压室的压力传送给变送器,又可以避免变送器的腐蚀或管路堵塞。
图3为加装隔离器和放空阀的仪表测量管路系统。由图可以看出,由孔板的正、负压室接出的导压管,首先进入隔离器,从隔离器出来之后再进入变送器。
同时,隔离器的安装应注意以下两个方面的问题:(1)隔离器应安装在尽量靠近流量孔板的位置,以减小孔板和隔离器之间的距离,使隔离器发挥最大作用。(2)两个隔离器的安装高度必须保持一致,因为被测介质与隔离液之间存在一定的密度差异,相同的安装高度可以避免因两种介质的密度不同,在高度不同时存在压力差而造成测量的误差。
(3)导压管线设计不合理引起的误差
实际现场仪表安装因为满足整齐、美观的要求,而将仪表导压管路设计过长,管路弯管处较多,虽然保证了导压管线有合理的坡度,但还是容易产生静、差压信号的失真,造成测量误差。而且当引压管线的传送距离大于30 m时,除了分段倾斜外,还要在最高点和最低点分别加装排气阀和排污阀。图2除了安装排污阀外,在最高点无排气阀。
解决措施:
(1) 严格按照标准的要求进行导压管的设计安装。
(2) 对现有仪表测量管路更换一次取压阀,并增上隔离器和放空阀。

3、效果:
  通过以上问题的分析,我们在停工检修期间,对轻烃装置的流量孔板测量系统重新进行了改造、安装。开工至今轻烃装置从未发生仪表测量失准现象。为稳产、高产提供了可靠保证。并且极大地消除孔板流量计的计量附加误差,使流量计的测量误差降至最低,提高孔板流量计的测量准确性。

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