毕托巴流量计在非满管流量测量中的应用

针对传统的堰、槽式流量计不能满足石化行业现实生产测量的现状, 探索使用毕托巴流量计在非满管流量中进行测量, 取得了一定的成效。

随着我国对环境保护问题的重视, 环境治理与保护的步伐不断加快。在石油化工行业生产过程中生产的废水有机污染物浓度高, 成分复杂, 而且水中污染物多为硫类、酚类等有毒物。而通常情况, 测量不满管污水诸多常规流量计都无法实现。因此, 为了综合管理与控制污水排放量, 准确计量非满管水流量成为一项非常必要的基础工作。目前, 我国有关非满管流量计量方面的检定规程和产品标准, 仍停留在传统的堰、槽式流量计上, 不能满足生产实际的需求。

针对杂质多并具有腐蚀性、流速低的不满管污水计量难题, 一种流量测量和液位测量相结合的改进型皮托管———毕托巴流量计得到应用。该流量计的特点是防腐、防堵、节能、准确度较高, 且可以在线安装。其结构组成如图1所示。

通过改变传感器的取压方式, 有效地避免不满管水中泥沙类固体颗粒以及悬浮物流入毕托巴传感器内部。当固体类颗粒物接触到传感器探头部位, 处于静态受自身重力向下方垂落, 而取压头通过间接弯头取压形式有效地避免固体颗粒的流入;同时, 传感器内部引压管部分连贯畅通, 无节流设计, 可有效传导压力, 防止颗粒物堆积。传感器的下方又加装沉积罐装置, 当长时间测量, 污水中微小粉尘颗粒在传感器内沉积会自动落入沉积罐内, 不会影响测量, 从而长时间保证测量精度。

图1 毕托巴流量计的结构组成

在测量不满管水时, 特殊设计的传感器由下向上或水平插入管道安装 (要保证传感器内部充满水) , 介质在正取压孔处先向上再向下传导压力, 这样不但保证测量元件内充满水, 而且防止脏污介质进入沉积到传感器内部, 造成传感器堵塞;为确保传感器不堵塞, 现场可以配一个1寸的水管路, 水压力不能小于被测介质管道压力1.5倍。取管道液位直接有静压孔导出, 上端在管道上方开孔, 提取管道上下的液位差进而测量出管道内介质流通的液位高度, 这样能够防止堵塞, 如现场液位计的模拟信号输出可以远传到特制流量积算仪内, 可以不用另加装液位计。

1) 测量准确度高。

每一台流量传感器都有自己的检定数据, 通过其检定数据得到准确的计算修正值, 根据全量程的检定数据采取非线性运算处理, 保证了流量计在全量程范围内的准确度要求。

2) 防堵效果好。

传感器为实用专利新型 (专利号:ZL200520091004.1) , 一次测量传感器流量探头采用“V”设计, 探头前部形成高压区, 在高压区处形成不规则涡流, 这样杂质颗粒会随涡流流动, 不会进入到导压管内, 彻底摆脱了探头易堵塞的弊端。

3) 具有实时液位补偿功能。

用智能压力变送器实时测量管道内流体的液位, 并在二次表中实施液位补偿措施, 有效地提高了非满管水测量精度, 实际测量的***大允许误差可达±2%。

4) 耐磨、耐腐蚀。

对于含有较强腐蚀性的污水计量, 传感器材质可选用具有抗侵蚀、抗磨损能力的合金材质, 以确保流量计处于长期稳定的运行状态。

5) 可在线安装、在线拆卸。

在现场压力P≤1.5MPa, 温度≤200℃的条件下, 使用专业的开孔工具和安装队伍进行现场施工操作, 无需停运任何工艺参数, 不影响装置的正常运行。

某石化化肥事业部1#、2#管DN700污水外排总管, 由于封闭管道, 不满管水流量测量较为困难, 多数流量计都无法实施测量, 该测点之前一直采用估算量核算。通过采用防堵型毕托巴流量计与液位测量装置相结合的方法, 实现了对不满管水的准确测量。其现场安装情况如图2所示。某石化己内酰胺事业部3#、4#污水外排总管、某石化环氧树脂事业部DN400环化污水管也分别在线安装了一体化非满管水毕托巴流量计, 并成功投入运行, 所有监测数据进入某石化公司内部网络并引入DCS。

1#、2#总管新装流量计, 进行现场标定, 1#总管大部分水从污水处理场流入, 水量可以控制, 少部分水从其它各装置注入, 不可控制, 因此选择污水处理装置的排水泵进行现场标定, 标定情况如表1所示。

图2 化肥事业部1#管污水流量计

表1 1#管流量计现场标定数据

初始流量是各装置流入, 没有单独流量计量, 是起泵前从流量计读取, 启动污水装置后通过泵计量及初始流量, 其误差在±2.5%以内, 能满足非满管流量计量要求。

所有监测数据引入DCS并进入企业内部网络, 公司可以及时了解排污状况, 指导生产并及时调整生产工艺, 优化排污及处理设施, ***大限度减少排污量, 并作为公司环保管理、考核的重要依据;达到了环保管理要求, 便于环保部门监控排污情况, 并为总量减排提供依据;也达到了集团公司环保管理要求, 所有重要数据进入集团公司实时数据库, 便于及时了解该企业环保情况。