一种不均衡流量的测量

　　1　前　言

　　我厂氨合成岗位的弛放气外供作为职工生活用的燃气,合成氨厂在二条供气管线(Dg150)上各安装一台差压式流量计。自从1996年底投运后,流量计所检测的数据与全厂生活用气量相比,显得偏低许多,因此有必要探索其原因和找出解决的办法。

　　2　问题的分析

　　图1是该流量测量系统24 h历史记录曲线,从图中曲线可以看出:流量计反映出的流量变化与职工用气情况基本吻合的,每天都有三个用气峰值,最大流量可达80%刻度流量,但运行在大于30%刻度流量的时间短,仅占6~7h,而其余时间流量计运行在小流量下,在10%刻度流量以下就有15 h左右。因此,存在着用气不均衡的问题。

　　该测量系统中采用的是差压式流量计,这是一种经典的流量仪表,在工业生产领域中仍得到广泛应用,但它的使用受到流体的温度、压力、成份等诸多因素的影响。对于温度、压力、成份等的变动,可通过不同的措施来减少其对流量测量的影响,而用气不均衡则是由于职工的工作、生活的客观规律所造成,这是无法改变的。差压式流量计在运行中,它的流量比约为3∶1,也就是要求流量计尽可能工作在30%刻度流量以上。由此可见,在不均衡用气的情况下,差压式流量计测量小流量存在着较大的误差。

　　3　采用的对策

　　解决上述问题可以从两方面入手。首先,要改用流量比大的流量仪表,以保证在流量大幅度变化时仍有较高的检测精度;其次,供气管线口径较小,在用气低的情况下,流体才有一定的流速,保证仪表在足够的雷诺数下运行。

　　改进的方案如图2所示。在原有供气管线L1(Dg150)上设置计量段,在计量段上气体不走L1而改走并联管线L2、L3,这二条管线口径相等。在L2、L3管线上各安装一台气体涡街流量计G2、G3,在G2流量计后安装一台调节阀(快开),构成一个流量控制系统。涡街流量计有它突出的优点是流量比大,一般可达(20~30)∶1;其次是在一定雷诺数范围内,涡街的频率与流速成线性,且不受介质的物理参数变化的影响,有较高的准确度。G2、G3的口径选择上,目前, L1的供气量不超过2 000Nm3/h,在用气最少的情况下,供气量仍有50~100Nm3/h。从有关仪表制造厂商提供的技术资料看,在0.4MPa供气压力下,涡街流量计口径选择50mm,其最大可测流量约为2 900Nm3/h,最小可测流量约为80Nm3/h。

　　流量系统工作过程大致是这样:在供气量低的情况下,L2切断,由L3供气,G3计量。当G3达到上限设定值90%刻度流量时,G3发出控制信号,快速打开调节阀,L2管线投入运行,G2同时计量,此时,G2≈G3,约为45%刻度流量。反之,在L2、L3并联运行时,当G3出现运行在10%刻度流量时,下限设定动作,发出信号,切断L2,改为L3单管运行,由G3计量小流量。