江蘇偉屹電子有限公司
Wv-pJ系列夾套結構滿管式抗振型渦街流量計 在易凝結酸性氣體測量中的成功案例
在煉油企業生產運行過程中，由于環保要求提高，同時為了提高企業經濟效益，要對作為副產品的酸性氣進行回收，因此酸性氣的流量檢測變得必不可少。
該氣體測量的主要難題在于：酸性氣中含有氣態硫，在管道輸送過程中流體自然冷卻，當溫度低于硫的沸點后，就會出現氣態硫凝結成液態、粘稠的液體，并混合流體中的各種固態雜質，附著在流量計的接液表面，堵塞流量計用于檢測的的孔/隙，改變流量計接液部件的外形及尺寸，導致流量計無法測量。
對于差壓式流量計而言，導壓孔/管堵塞將會使得差壓無法傳遞，最終導致無法檢測，因此差壓式流量計在此類測點已經被公認不宜選用。
對于普通渦街流量計來說，對機械振動干擾敏感的致命缺陷在此將更為突出：由于低壓輸送的酸性氣密度低，并且流速低，這都會導致流量信號極其微弱，易于湮沒在振動干擾之中。
同時，氣態硫因管線輸送的溫降，產生凝液甚至結晶，附在渦街流量計接液表面，改變發生體的輪廓，破壞產生卡門渦街的條件，致使測量失敗。
也有采用美國某知名公司的超聲波氣體流量計的方案，但是由于該設備單臺售價數十萬，企業負擔非常重，并且對超聲波流量計而言，也同樣存在污物粘附后測量誤差不斷加大直至無法檢測的情況。因此行業內將這個測點列為困難測點，迄今為止未找到合適的解決方案。
由于我公司的渦街流量計在研發時確定的最主要目標是大幅度提升流量計的現場適應能力，尤其是制約渦街流量計的主要問題——對振動干擾敏感的問題，獲得遙遙領先的重大突破，所以在此類測點中，振動干擾問題可以圓滿解決，但是粘附的問題依舊存在，對此問題，我公司通過研發，設計出夾套結構：向夾套內接入不超過350℃的蒸汽等高溫流體，保證流量計所有接液表面溫度高于氣體沸點溫度，阻止接液表面出現凝液或結晶，避免由此產生的破壞測量條件的情況。
研發出來第一代產品后，在進行在線紅外成像檢測中發現：如果僅在夾套中通蒸汽，由于不銹鋼材質傳熱較差，通過夾套傳給渦街發生體的熱量不足，再加上渦街發生體處于流速最高區域，流體對其產生強烈散熱作用，即使管道內壁沒有粘附，渦街發生體也可能出現嚴重粘附，同樣導致無法產生卡門渦街，最終導致測量失敗，針對這一問題，我們研發了全新的的全夾套結構：對發生體內部直接通入蒸汽，并且安裝流量分布閥，根據現場實際情況分配流經夾套和發生體的蒸汽比例，使得內壁和發生體溫度均衡，所有部件溫度都遠高過硫的沸點，杜絕凝結/結晶的發生。以此降低、乃至消除清掃維護。
此外，為了用戶安裝方便，我產品的設計結構可以根據現場蒸汽來源方向，在現場自由選擇蒸汽接點，避免因蒸汽來源方向與入口位置不一而導致的復雜接管。
下圖為我公司夾套結構流量計外形示意圖
南京某石化集團被這一問題困擾多年，該集團煉油廠15萬噸/年的硫磺回收裝置中采用克勞斯工藝，需要對其中的酸性氣進行準確計量，由于普通差壓式流量計已公認難以測量，該用戶曾選用英國某公司的渦街流量計，安裝初期使用正常，幾個月之后誤差開始變大，到最后徹底沒有顯示。在檢修時打開查看，發現流量計各部位均吸附著大量結晶固體，用重物敲擊都無法剝落。
根據用戶描述和現場情況的了解，主要難點在于：
1. 流體中存在大量氣態硫，在輸送過程中溫度不斷降低，一旦低于沸點，就會凝結為粘稠的液態硫，同時吸附其他固體雜質，在短時間內改變渦街發生體拓撲外形，導致無法產生卡門渦街，所測數據完全沒有意義。
2. 常規的排污反吹無任何效果，即使停車檢修也難以清除粘附的污物。
測點情況如下：
流體類型：酸性氣
管道口徑：DN200 流量：1000~3820m3/h 溫度：40℃ 壓力：0.058MPa
根據以上條件，我公司根據核算，選用Wv-pJ系列夾套結構滿管式抗振型渦街流量計，一舉獲得成功。下圖為現場照片。
安裝以后運行穩定，用戶認為測量有效，但提出流量有一定偏差，建議我公司調整量程。由于我公司明確規定：禁止“湊數”，隨即派人到現場對流量計的運行進行全面檢測，檢測發現現場存在低頻振動，由于頻率極低，人難以感知，所以被用戶誤判定為沒有振動。但我們的信號處理系統能夠完全抑制該干擾，得到正確渦街信號。
同時，現場信號分析確定：卡門渦街發生正常、信號處理正常、流量計輸出的工況體積流量準確，與DCS示值比對，發現數據不和，檢查DCS組態發現：DCS中溫壓補償公式錯誤，用戶更改后，示值吻合，也得到工藝專業的確認，檢測初步獲得成功。
經過一段時間的運行，示值準確，精確度無變化。
總結：
1. 我公司產品在任何場合禁止調整參數來迎合實際流量，因為我公司獨有的在線檢測手段，可以在流量計現場運行中，判斷誤差原因及誤差量值，給出相應的整改措施和處理方案，標準的檢測流程如下：
是否正確產生了卡門渦街。
信號處理是否正確。
DCS/二次表設置是否正確
2. Wv-pJ系列產品在此場所的應用成功，直接證明了我公司所研發的全夾套結構的效能，目前在其他用戶的類似現場，也已獲得大量成功，包括：
尿素裝置的尿液流量檢測
三聚氰胺原料氣流量檢測
己內酰胺流量檢測。
苯酐裝置中的結晶介質檢測
……
Wv_pJ系列滿管式抗振型全夾套結構渦街流量計突出特點在于：
1. 繼承Wv_p系列國際先進的抗振、量程比、低壓損、低直管段需求性能，展現優異的現場適應能力。
2. 與眾不同的夾套結構：并非簡單的對流量計流通管進行夾套加溫，而是同時對于渦街發生體進行加溫，并可現場調整流流通管與發生體的熱量分配，形成合理的接液表面溫度分布，不僅可杜絕凝結/結晶的發生，也因此降低加溫介質的需求。但也因此引發制造困難、廢品率居高不下，成本過高的問題，對此，我們已展開攻關，力爭向用戶提供更具性價比的產品。