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分析孔板流量計在炼油厂轻烃装置的测量误差原因和解决方案

作者: 來源: 大咖娱乐: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計的仪表管路、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計测量含 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計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、孔板流量計测量原理:
  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、産生測量誤差的原因分析和解決措施:
2.1、差壓變送器原因:
  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)差壓變送器的准確度等級和量程範圍的選擇不正確,就會造成“小馬拉大車或大馬拉小車”現象的出現,進而引入測量附加誤差。
(2)差壓變送器的零位偏高(或低),造成差壓值偏大(或小),使計算氣量比實際氣量偏大(或小)。
(3)差壓變送器的三閥組漏氣或堵塞。高壓閥漏氣,將導致計算氣量比實際氣量偏小,低壓閥漏氣將導致計算氣量比實際氣量偏大,平衡閥內漏將導致計算氣量比實際氣量偏小。
(4)差壓變送器和二次顯示表的重複開方,會導致測量系統相當大的誤差。
解決措施:
①嚴格按照設計要求進行選型、安裝。
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對差壓變送器進行排汙驗漏檢查。
④加強變送器校驗記錄和二次表組態數據的管理,避免隨意修改儀表設定值。

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、導壓管線引起的傳送失真:
節流裝置導壓管的作用是將節流裝置所産生的差壓信號不失真地傳遞到差壓變送器,圖2就是原設計的儀表測量管路系統,從圖中可以看出,導壓管的配置存在很大問題。
(1) 切断阀设置不当引起的误差
儀表選型設計要求導壓管路上的閥門除排汙閥以外應采用與導壓管同內徑、高密封性能的閥門。但現場取壓閥門卻選用針形閥,這很容易造成堵塞和凍堵。
(2) 仪表无隔离器引起的误差
隔離器的作用是利用被測介質與隔離液(水)之間具有化學穩定性,即被測介質與隔離液之間無化學反應,同時被測介質與隔離液之間互不相溶且密度有所不同,可以使被測介質與隔離液在隔離器內形成明顯的分界面。這樣,就能使具有腐蝕性或粘稠易結晶凝固的介質不再進入隔離器之後的管路和變送器,既可保證所測量的孔板正負壓室的壓力傳送給變送器,又可以避免變送器的腐蝕或管路堵塞。
圖3爲加裝隔離器和放空閥的儀表測量管路系統。由圖可以看出,由孔板的正、負壓室接出的導壓管,首先進入隔離器,從隔離器出來之後再進入變送器。
同時,隔離器的安裝應注意以下兩個方面的問題:(1)隔離器應安裝在盡量靠近流量孔板的位置,以減小孔板和隔離器之間的距離,使隔離器發揮最大作用。(2)兩個隔離器的安裝高度必須保持一致,因爲被測介質與隔離液之間存在一定的密度差異,相同的安裝高度可以避免因兩種介質的密度不同,在高度不同時存在壓力差而造成測量的誤差。
(3)導壓管線設計不合理引起的誤差
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。
解決措施:
(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計的计量附加误差,使流量计的测量误差降至最低,提高孔板流量計的测量准确性。

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