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孔板流量计在合成气流量监测中的应用及算法优化

作者: 来源: 发布时间:2019-12-31 16:30:29

988棋牌    ZHAI YAO:BENWENJIESHAOLEBITUOBALIULIANGJIZAIMEIZHIYIERCHUNHECHENGXITONGZHONGDEYINGYONG。CONGDUOZUFENHECHENGQIZAIJILIANGYIBIAOXUANYONGDESHIJIJINGYANCHUFA,XITONGFENXILEBITUOBALIULIANGJIDEGONGZUOFANGSHIJIXIAOGUO,BINGDUIBITUOBALIULIANGJIDELIULIANGBUZHENGSUANFAJINXINGYOUHUA,WEILEISIYINGYONGCHANGJINGTIGONGJIEJIAN。

    1 引言
    煤制乙二醇是近年来国内新研发的一项拥有自主知识产权的世界首创技术。由于采用了有机化工生产工艺,其合成循环气系统具有组分复杂、温度高、控制参数要求精细的特点。因此,对于合成气系统的总管、各反应器入口流量的实时监测,有着较高的精度要求。

    本合成气系统原设计的各主要管路流量计量均采用了孔板流量计,在装置实际运行过程中,发现了如下不足。孔板流量计由于其节流元件造成的压损,对系统负荷产生较大阻力。系统管径粗,孔板密封垫片易泄漏,对于乙二醇合成系统易燃易爆的环境尤其危险。测量不够准确,尤其在低负荷工况下存在无读数、指示频繁波动的现象。易导致联锁系统误动作。

    JINGGUODUIGEZHONGLEIXINGDELIULIANGJILIANGYIBIAOBIJIAOHETANTAO,BENXIANGMUZUIZHONGXUANQULEBITUOBALIULIANGJIDUIHECHENGXITONGDEZHONGYAOKONGBANLIULIANGJIJINXINGLETIHUANGAIZAO。

    2 毕托巴流量计
    2.1 工作原理
    毕托巴流量计(图1)是采用皮托管原理的一种差压式流量测量仪表。毕托巴传感器(探针)由一对取压孔组成,插入管道中心。总压孔对正流体的来流方向取总压P1,静压孔对正流体的去流方向取静压P2,两者的差压△P 即为管道中心的实测差压。再由该探针的风洞标定曲线拟合出该处管道截面的平均差压,将此平均压差信号引入DCS控制系统,配合温压补偿程序计算出该管道截面的瞬时流量。

 

1.jpg

    2.2 工作优点
    相比于孔板流量计,毕托巴流量计具有如下优点:
    (1)测量范围广,对低流速、小流量、大管径测量效果尤佳。
    (2)安装方便,插入式安装仅需在管道上打孔;流量计仅需定期标定零点,维护量少。
    (3)节能:由于一次测量装置为不锈钢制成的细小探针,在介质管道中几乎无压力损失,使运行成本大大减小,与孔板等节流装置相比较具有明显的节能效果。
    (4)可靠性高:因探针的构造非常简单,结构设计合理,导压管内介质不流动,杂物不容易进去,所以能长时间保持测量精度。

    3 工程应用
    3.1 工程应用
988棋牌    合成气系统的这几处重点流量监测信号,均作为联锁条件参与SIS安全仪表系统的联锁逻辑。同时也要在DCS系统中实时显示,供工艺人员进行工况监控。我们根据上述需求制定改造方案:选用BTB-M高温高压型毕托巴流量计;采取传感器与管道打孔焊接安装方式;在毕托巴流量计所处管道位置的附近安装温度、压力传感器,一同引入DCS系统,对被测介质进行温、压补偿,以确保测量精度。

988棋牌    GAIZAOZHIQIAN,MEITAILIULIANGBIANSONGQIJUNZHIJIEJIERUSISXITONG,ZAIJIANGSHISHIGONGCHENGZHIKUAXITONGTONGXUNJIDCSXITONG。YOUYUDCS、SISLIANGXITONGTONGXUNYOUSHICE1MIAOZUOYOUYANCHI,QIEDCSDELISHIQUSHIDUIYUTONGXUNJIERUDEBIANLIANGJILUJINGDUDI,DAOZHIGONGYIRENYUANCAOZUOBUBIAN。YINCI,BENCIGAIZAOJIANGMEIGEBITUOBALIULIANGJIDEBIANSONGQICHUANSHUJIZHUKONGSHIDEMONIXINHAO,XIANJIERUBEIJIAFUDESTC4-EX1.20YIFENERANQUANZHA。ANQUANZHAGELIHOUCHUANCHUDELIANGLUXIANGTONGDE4~20mAXINHAO,YILUJINSISXITONG,LINGYILUJINDCSXITONG。ZAISIS、DCSXITONGZHONGFENBIEZUTAIHEBIANXIELIULIANGJISUANCHENGXU。ZHEIYANGJIUTIGAOLEXITONGDEANQUANXINGHESHISHIXING。

    DUIYUCHAYASHILIULIANGJIDEYICICELIANGZHUANGZHI,GENJULIULIANGCELIANGYUANLI,DOUXUYAOMINGQUELIULIANGXISHU。LIULIANGXISHUDEDAXIAOHEXIANXING,YUYICICELIANGZHUANGZHIDEXINGZHUANG、JIHECHICUN、GONGYITIAOJIAN、SHIYONGGUANJINGDENGYINSUYOUGUAN。YOUYUBITUOBALIULIANGJIDEJIANCEJIANXINGZHUANG、CHICUNMEIYOUGUOJIBIAOZHUNHUA,QILIULIANGXISHUBIXUJINGGUOSHIYANFANGSHICEDING。YINCI,BITUOBALIULIANGJIZAICHUCHANGQIANJUNYONGLIULIANGBIAOZHUNZHUANGZHIJINXINGLEZHUTAIJIANDING,JIANGCHAYABIANSONGQISHUCHUDE4~20mABIAOZHUNZHILIUDIANLIUXINHAOFENn DUAN,JINXINGWEIJIFENJISUANDEDAOn GELIULIANGXIUZHENGXISHUAi,CONGERBAOZHENGBITUOBALIULIANGJIZAIQUANLIANGCHENGFANWEINEIDEZHUNQUEDU。

988棋牌    DUIYUBENXIANGMUXUANYONGDEZHEIXIEBITUOBALIULIANGJI,CHANGJIASUIJITIGONGDE“LIULIANGBUZHENGCANSHUBIAO”JUNWEIWUGEFENDUAN,DUIYINGWUGEXIUZHENGXISHU。

    BINGYAOQIUZAILIULIANGJISUANSHI,MEIGEFENDUANNEIDELIULIANGXIUZHENGXISHUGUDINGBUBIAN(RUTU2SUOSHI)。

 

2.jpg

    GENJUBITUOBALIULIANGJIDEBIAOKUANGLIULIANGJISUANGONGSHI,BIANXIECHENGXU,DECHUJIANCEDIANDESHISHIBIAOKUANGLIULIANG。

 

3.jpg

    Q—SHUNSHILIULIANG,T—GONGZUOWENDU(℃),P—GONGZUOYALI(kPa)。

    3.2 运行评估
    项目改造完毕、毕托巴流量计投用后,原孔板流量计的弊端确实有很大改善:

    (1)HECHENGQIXITONGDEYASUNJIANSHAOLE16%,SHENGCHANZHUANGZHIDENENGHAOXIANZHUJIANGDI。

    (2)GEFANYINGFUDEJINCHULIULIANGJIAHEJUNNENGYUFENZHIGUANDAO、ZONGGUANDAOZHUNQUEDUIYING,PINGJUNPIANCHA<2%。

    (3)SISXITONGYUDCSXITONGFENBIEJISUANCHUDEBIAOKUANGLIULIANGZHISHIZHIYENENGZHUNQUEDUIYING,XIAOCHULEZHUKONGXITONGDEANQUANFENGXIAN。

    3.3 存在问题
988棋牌    投入运行不久发现,在流量补正算法的各分段点附近会出现流量示值的频繁波动。尤其系统负荷恰好稳定在某分段点时,从DCS的历史趋势上可观察到长时间、明显的高频尖峰波形。工艺操作人员由于对该型流量计测量、计算原理不了解,多次质疑这种流量指示的剧烈波动,并且导致合成系统工况难以准确操控。对于SIS联锁系统,这种不能真实反映循环气系统的流量值偏差,也是需要极力避免的。对此,我们又对流量算法实施了一些改进工作。

    4 算法优化
    首先,我们要求毕托巴流量计厂家根据每台流量计出厂前的检定数据,分别提供一份设置有十个分段的“流量补正参数表”。但得到反馈后,发现厂家只是简单地对原有的A1~A5五个流量修正系数进行中间数插值,拟算成十个流量系数。也无法得到厂家的进一步技术支持。

    ZAIZHONGXINBIANXIEJISUANCHENGXU、ZAICITOUYONGHOU,XIANQIANDEFENDUANDIANBODONGXIANXIANG,YOUYIDINGDEHUANJIE,DANRENGWEIDADAOWOMENDUICELIANGZHUNQUEDUDEYAOQIU。JIER,WOMENTONGGUODUIBITUOBALIULIANGJIDEZILIAOJINXINGSHENRUYANJIU,BINGZHENGQIUDAOCHANGJIATONGYI,TICHULEDUIA1~A5WUGELIULIANGXIUZHENGXISHUCAIQUZHEXIANGUODUDESUANFAGAIJIN:MEIGEFENDUANQUJIANNEIYONGYICIHANSHUJISUANCHUSHISHIBIANDONGDELIULIANGBUZHENGXISHUAi,ZAICANYUWENYABUCHANGJISUAN。GENJUYOUHUAHOUDECHENGXU,SHIXIANLERUTU3SUOSHIDELIULIANGXIUZHENGXISHUAiZAIQUANLIANGCHENGNEIDEWUTIAOBIANXIANJIE。JINGGUODUILIULIANGBUZHENGSUANFADEYOUHUA,WANQUANXIAOCHULELIULIANGZHISHIDEYICHANGBODONGXIANXIANG。

 

4.jpg

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    5 故障对策
988棋牌    毕托巴流量计结构简单,在管道中没有电子元件和可动部件,因此很少出现故障。在使用过程中,偶尔出现过瞬时流量由某一稳定值掉落至另一稳定值的现象。由于本项目采用的毕托巴流量计没有设计安装导淋,通过关闭三阀组的平衡阀,打开压差室的排污丝堵,可发现有液体溢出。经分析判断,是因为合成循环气中偶有极少量的醇类气体凝结在传感器内所致。因此,毕托巴流量计在日常维护中,应注意伴热保温的效果。

    6 结束语
    通过选用毕托巴流量计对合成循环气系统的原有孔板流量计进行替换改造,并对应用过程中出现的不足进行了分析。进而对流量补正算法进行优化,对流量补正系数采取折线函数的线性过渡方法,最终实现了流量监测准确性、稳定性方面的提升;减小了系统压损,使乙二醇生产装置的能效提升,长期稳定在高负荷运行。本项目的研究经验,可供类似包含多种气体组分,高温、高压,且易燃易爆的生产装置提供选择参考。

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