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            孔板流量計

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            孔板流量計在洛陽石化氫氣平衡計量的應用分析

            作者: 來源: 發布時間:2018-07-10 11:26:34

             摘要:為提高分公司氫氣管理水平,確保全廠氫氣平衡,針對分公司氫氣產耗數據偏差較大的現實情況,對各產氫、用氫裝置氫氣計量儀表進行了摸排,對計量數據進行分析,并制定了相關措施,使分公司氫氣產耗數據偏差控制在較小范圍,為全廠氫氣平衡提供了可靠的數據支撐。

             
            前言
                    氫氣既是石油煉制和石油化工的副產品,又是石油煉制和石油化工加氫工藝過程的重要原料資源。受原油重質化、劣質化影響,煉化企業重油加氫、加氫裂化等裝置的能力在不斷增加,同時,由于油品質量的不斷升級,帶動了加氫精制裝置的蓬勃發展,這些高耗氫裝置使得煉化企業對氫氣的需求不斷增加,對氫氣平衡的重視程度不斷提高,氫氣管理逐漸成為影響煉油廠效益的主要因素之一[1]。洛陽石化是油化纖一體化的大型企業,既有豐富的氫氣資源,又有較大的氫氣需求,氫氣平衡工作對企業各裝置的安全、平穩運行顯得尤為重要。
             
            1氫氣平衡現狀及分析
                    洛陽石化現有的氫氣來源分為自產氫和外購氫,其中自產氫包括煉油二部的重整氫、富氫回收裝置的高純氫以及化工部PSA生產的高純氫;外購氫是指外購濟源金江石化的濟源氫。用氫單位主要有煉油一部的S-Zorb裝置、煉油二部各臨氫裝置、煉油三部硫黃回收裝置、化工部芳烴裝置和PTA裝置、2#聚丙烯裝置以及奧油公司和特油公司的部分裝置。目前,由于分公司氫源不足,需外購濟源氫對氫氣管網進行調節和補充。分公司長期以來存在產氫、耗氫計量數據偏差較大的情況。2017年1月份,經對各裝置氫氣產耗數據進行統計,見表1。
            1 月份臨氫裝置氫氣計量儀表情況統計表
                    發現產氫與耗氫差量多達12344m3/h,偏差率高達17.5%。由于氫氣產耗數據偏差較大,無法為生產調度部門提供有效的數據支持,嚴重影響了氫
            氣平衡的管理工作。
             
                    針對氫氣產耗數據偏差大的實際情況,分析如下:①洛陽石化氫氣計量儀表除外購煉化氫氣及關聯交易計量儀表為質量流量計外,其余計量儀表絕大多數為孔板流量計,計量準確度低。
                    ②從氫氣產出方面分析,由表1可知,外購濟源氫流量計FQ5101為羅斯蒙特質量流量計,準確度較好;重整產氫量約為41031m3,折合噸產氫量456m3,屬于合理產氫量;富氫回收產氫量5092m3,原料氣量為9199m3,回收率為77%,氫氣產量屬于正常范圍。總體來看,產氫儀表數據處于合理可控范圍。
             
                    ③從氫氣消耗方面分析,由表1可知,耗氫量較大的裝置為蠟油加氫裝置和柴油加氫裝置,其他裝置用氫量相對較小。蠟油加氫裝置正常加工量為280t/h,耗氫量26429m3/h,折合2.2t/h新氫(氫氣純度按92.36%),則實際氫耗為0.79%,小于設計氫耗1.11%;柴油加氫裝置加工量為230t/h,耗氫量18341m3/h,折合1.57t/h新氫(氫氣純度按95.18%),則實際氫耗為0.68%,小于設計氫耗1.03%。由上述分析可以初步判斷蠟油加氫裝置和柴油加氫裝置氫氣消耗表存在一定的計量偏差。
             
                    ④差壓式流量計在實際工況與設計工況發生變化時,需進行校正計算。氣體差壓式流量計校正公式如下:
            20180710112929.jpg
                    V(設)、V(實),校正前后標況體積流量,Nm3/h;p(實),實際工況下絕對壓力,kPa;T(實),溫度,K;ρ(實),實際工況下密度,kg/m3;p(設),設計條件下絕對壓力,kPa;T(設),溫度,K;ρ(設),標況密度,kg/m3。
             
                    由式1可知,實際工況下密度、壓力、溫度等因素的變化,會影響到三暢孔板流量計測量數據的準確性。在實際生產過程中,氫氣計量儀表的壓力、溫度實際工況與設計工況通常偏差相對較小。而由于實際使用氫氣純度的變化,會造成氫氣密度變化較大,從而影響計量的準確性,氫氣純度、密度統計見表2。由表2可知,氫氣純度下降5%,密度變化約為2倍,由此可知,氫氣純度的變化對氫氣密度影響較大,進而會嚴重影響孔板流量計的準確性。
            氫氣純度、密度統計表
                    ⑤氫氣質量流量計需檢查是否存在零點漂移的情況和副線閥是否存在內漏的情況。質量流量計受環境溫度變化,可能會存在零點漂移。春秋季環境溫差較大,需進行換季標零工作。質量流量計通常設置有副線閥,若存在內漏現象,則流量計數據會偏小,需定期檢查。
             
                    ⑥氫氣管網是否存在泄漏情況。氫氣管網若存在泄漏情況,則同樣是造成氫氣產耗不平衡的原因之一。
             
            2具體措施
                    圍繞氫氣產耗平衡,建立了氫氣產耗數表和氫氣產耗邏輯圖,每天對各裝置氫氣產耗數據進行跟蹤,密切關注產耗平衡情況,對氫氣產耗數據偏差增大等異常狀況能夠做到及時發現、分析。深入到各供氫、用氫裝置,摸查氫氣管網流程及計量儀表情況,現場排查存在的問題,具體措施如下:①從氫氣產出計量儀表著手,對重整產氫表FR2011A進行排查、檢定。經檢定發現該儀表比標準表大0.46%,
             
                    在誤差允許范圍之內;對外購濟源氫流量計FQ5101進行了標零,標零前后數據無明顯偏差。②重整預加氫氫氣表FIC1016處于超量程狀態,將該儀表量程由1600m3/h擴至3500m3/h,目前FIC1016測量值在1800m3/h左右,比擴量程之前增加200m3/h。③柴油加氫裝置新氫表F4303經排查,發現量程設置為50000m3/h,原設計值為30000m3/h,經重新對參數進行設置后,F4303目前平均測量值增至20204m3/h,較參數重新設置前增大1300m3/h。④蠟油加氫裝置新氫表FRQ3311經排查,發現壓差設置值為0~40kPa,而原設計壓差為0~16kPa。由于FRQ3311設計氫氣密度為0.09kg/m3,實際氫氣密度為0.17kg/m3,計量儀表工況發生了較大變化,委托設計公司進行了重新核算。經核算FRQ3311因介質密度變化需要將變送器壓差由0~16kPa調到0~24.371kPa。⑤經分析金達特油物料平衡情況后,對供金達氫氣儀表FI300進行了標零,發現零點有漂移現象,并進行了零點標定。⑥在對供奧油氫氣儀表進行標零前,發現上下游閥門內漏,數據無法歸零,對該流量計副線加盲板。⑦排查氫氣管網泄漏情況,先后發現兩處法蘭部位漏氫氣
            情況,并及時進行整改;同時發現氫氣管網存在部分倒淋閥未加盲板的情況。⑧利用裝置停工時機,發現煉油二部PSA產氫表FIQ4601仍有虛量,及時聯系整改。
             
                    經過上述一系列措施,氫氣產耗平衡偏差率由1月份的17.5%,下降到了11月份的3.16%,已控制在較小范圍,如圖1所示。
            氫氣產耗平衡偏差率統計圖
            3結論
                    經過對分公司氫氣產耗現狀的梳理、分析,并采取了一系列行之有效的措施,氫氣產耗偏差率已處于可控范圍內,能夠為氫氣的調度管理提供有效的數據支持。在今后的氫氣平衡管理過程中,應注意以下幾點:①建立氫氣產耗數據跟蹤、監控機制,發現氫氣產耗數據變化,及時進行整改。②定期檢查三暢孔板流量計的參數設置情況,尤其需注意量程是否與設計量程一致。③要高度重視由于氫氣純度變化,引起氫氣實際工況密度與設計工況密度差異較大,zui終導致的差壓式計量儀表計量偏差較大的情況。若差量較大,宜聯系設計公司進行校核。④氫氣質量流量計應進行定期的參數檢查和零點標定工作。⑤氫氣質量流量計副線閥應定期排查是否有內漏現象,若有內漏現場發生,宜加裝盲板隔離。⑥利用裝置停工時機,及時排查氫氣儀表是否存在有虛量的情況,并及時整改。⑦定期巡檢氫氣管網,發現漏點及時整改。⑧氫氣管網中的倒淋閥、排氣閥宜加盲板進行封堵。
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