FCI气体质量流量计在火炬气测量中的应用

    对于火炬排放物,许多工厂的做法是单纯地燃烧。我们经常可以看到工厂火炬燃烧的火焰和浓浓的黑烟。这不仅严重污染大气环境,也浪费了大量的能源。因此,火炬气的排放一直受到环境保护组织以及有关政府部门的关注。有关管理部门要求工厂采用充分有效的清洁的火炬燃烧方式(见图1),同时增加技术投入,尽快消灭火炬燃烧。

    1　火炬气控制需要准确的流量测量

    火炬系统从多个位于精炼厂中各处的释放阀开始,管道系统从释放阀导出到各条支管线,并最终到达主火炬头。火炬的基本功能是通过燃烧和氧化的方法将可燃的有毒或腐蚀性气体转化为不太有害的成分。

    为了遵守关于防止烟气的有关环境规定,标准的火炬设计需要在燃烧过程中采用蒸汽喷射。该控制系统建立在整个火炬气流量和蒸汽流量之比的基础上,并需要测量进入火炬烟囱的火炬气流量。

    常用的不使用仪器测量来估计损失的方法,是将火焰的高度和其他物体进行对比。但这种方法会受到许多因素的干扰。在大风中,火焰的形状会被扭曲,要估计火焰的长度不是可能的。类似的是,在明朗的晴天里,也不可能看见主要组分是氢气的气体的燃烧火焰。晚上,相反的情况出现了,在夜晚天空的衬托下,明亮的火焰显得比实际要大,因而有过高估计火焰长度的倾向。用于控制烟气的蒸汽喷射可以将火焰的高度降低到原来的一半。所有这些因素加在一起,给用火焰高度来估计火炬损失造成了很大的误差。鉴于这种情况,在这种重要的场合中采用仪表测量是一种明智的选择。

    2　火炬气流量测量的难点

    火炬气流量测量非常重要,但是由于火炬系统中复杂多变的过程环境使很多类型的流量测量装置不能成功地应用。火炬气测量的难点主要表现在以下几方面。

    (1)火炬主管线的管径大,一般直径在500mm以上,非插入式测量仪表安装及测量都很困难。

    (2)火炬系统的操作压力很低,常常只有几英寸(1in=25.4mm)水柱,使一些依靠差压的测量原理无法使用。

    (3)火炬气中经常有油脂和污物存在,容易造成传感元件的堵塞,必须定期清洗,从而使一些敏感和活动的传感元件的应用受到限制。

    (4)一个完全正常运转的精炼厂中的火炬气流量是很小的,低流量时的流速通常在0.01~1.5m/s的范围之中。一台设备的小的扰动可以增加流量,而很多设备的大的扰动则可以产生很大的流量。在短时间内,有的系统中的高流速可能超过60m/s,因此要求测量设备必须具有很宽的量程比。