乙烯分离装置原始开工中流量仪表问题探讨

乙烯分离装置原始开工中流量仪表问题探讨摘要：本文从分析总结乙烯分离装置原始开工中各类流量仪表故障入手，指出了这些流量仪表在设计、安装、使用中存在的缺陷，并就目前如何改进的一些措施及今后在同类装置开工中应避免的问题进行了探讨。

关键词：伴热、安装方式、满管、干扰1引言在工业生产过程中，流量是指导操作、监视设备运行情况和进行核算的一个重要参数和依据，相比温度、液位等其他参数而言，在检测上更为复杂。

流量检测仪表大致可分为节流式、容积式、动压式、变面积式以及电磁、超声波、质量式等流量计。

节流式流量计使用历史悠久，积累了丰富的经验和大量的可靠数据，因此广泛应用于油田、炼油厂、化工厂。

近年来随着新型仪表制造成本的下降、技术的成熟以及测量精度要求的不断提高，新型流量仪表开始被广泛使用于各个领域，在镇海炼化100万吨/年乙烯项目中就大量采用电磁、质量、超声波等新型流量计。

本文从现场实际维护出发，总结和分析乙烯装置中常规流量计以及各种新型流量计的安装方式、使用条件等，以备今后班组维护乃至下一个大炼油的工作之需。

2乙烯分离装置差压流量计存在的故障及解决办法在乙烯分离装置中差压流量计的故障主要是波动大、示值偏低，开工过程中出现此类故障的差压流量计如下：表2-1 故障差压流量计汇总表由表2-1可知，出现波动大、示值偏低的差压流量计主要为深冷仪表，这部分深冷仪表测量的工艺介质的特点是工艺管线中以低温液态形式存在，当其脱离工艺管线通过引压管与环境换热升温后就变成气态，这些仪表的维护与常规差压流量计相比有很大的不同之处，不是简单的排放所能解决问题根本的。

2.1仪表管路伴热变化引起的波动我们公司原炼油装置仪表的伴热一般在冬天才打开，只有少量测重油介质的表才在夏天也要稍微开点伴热，但对乙烯装置冷区仪表的伴热来说，根据介质的特性，虽然是轻介质，夏天有些也要打开仪表伴热，但有些要关掉伴热。

（1）仪表自身伴热关闭引起的测量波动问题丙烯机四段出口工艺介质为高压丙烯，操作温度为78.83℃，在工艺管线中丙烯以气态形式存在，但由于操作压力较高当介质温度下降至38℃以下时丙烯会液化。

初夏季节现场温度均低于38℃的，因此会导致引压管内靠近一次阀部分介质为气，但远离一次阀部分由于温度下降而成液态。

现场引压管铺设是先水平再垂直上升，水平段内丙烯易液化积存，两边引压管内不断变化的液柱高度导致差压测量波动较大。

仪表蒸汽伴热可将引压管内介质气化，原因是夏天仪表伴热被关闭，但伴热打开后波动反而更加剧烈，经现场确认发现，伴热管线紧贴正压侧引压管而与负压引压侧管线距离较大，而且未做保温，那么必然导致正压侧气化量比负压侧大，负压侧气化量仍然随环境温度变化，因此波动较大。

发现这一问题后，整改伴热，将伴热管线与两引压管保持均等距离，然后再做好保温，由保温棉内空气做传热介质使两引压管受热均匀，流量波动减小。

图2-1中以14:20时刻为界线，该界线左侧曲线体现伴热关闭时流量测量波动情况，该界线右侧为伴热整改后流量曲线。

图2-1 伴热被关导致流量波动的故障处理曲线（2）仪表伴热打开引起的测量波动问题图2-2所示的流量曲线为一块与一次阀位于同一平台的差压流量计，该表一次阀后正压侧引压管外约有40mm表面挂结有大量的冰层，负压侧正常。

为了将引压管内介质气化，打开伴热但伴热打开后波动增大。

图3-2中以13:44时刻为界线，该界线左侧部分为开伴热时的波动情况，界线右侧为为伴热关闭后的曲线。

图2-2 开伴热导致流量波动曲线在开伴热前该表引压管线上有保温，因当时伴热未开故保温变成了保冷，此时流量测量偏低并波动，鉴于此情况将保温拆除。

由于当前气温较高，希望用环境温度来气化引压管内介质，但发现正压侧引压管线结冰因此又将伴热打开并将伴热管线与两引压管紧挨在一起。

在处理后经观察流量波动反而增大，原因是伴热与结冰的正压侧贴牢后导致其紧贴部分气化剧烈而远离部分则有液态介质，因此导致波动增大，关闭伴热后波动比之前减小如图3-2中时刻13:44右侧部分所示。

2.2仪表引压部分泄漏引起的指示波动乙烯开工阶段中已经做过试压，但是对于一些微小的泄漏在试压过程中并未发现。

差压流量计的泄漏点比较多如引压管与三阀组、表头堵头、放空、放空阀等连接处，大多数泄漏量都比较小，试压介质为水时泄漏情况不明显，但是导致的波动比较大。

差压仪表泄漏引起的波动往往与由其他原因的波动叠加在一起，有时甚至将其掩盖，容易使维护人员进入误区。

但泄漏引起的波动是有一定规律可循的，流量可能出现瞬间跑零或瞬间超量程。

图2-3为仪表堵头处有泄漏的流量计测量曲线，可见流量曲线类似尖脉冲，流量瞬间跑零。

工艺介质气化不均或其他原因导致的波动均不会类似图2-3所示的这种情况，根据图2-3的曲线特征，可判断为因正压侧泄漏导致正压侧压力小于负压侧而使测量值指零。

试漏时发现正压堵头有泄漏，紧固后流量不再波动。

图2-3 泄漏导致流量波动曲线当试压介质为水时，微小的泄漏不容易观察到，但足以引起测量波动。

为了及早发现仪表泄漏可在试压时将试压介质由水改为氮气，并在试压时加以试漏以便及早发现并做好相应处理。

2.3冷区孔板流量仪表故障分析与处理方法众所周知，当测量介质为气体时取压点应选在图2-4的1区，而当介质为蒸汽时取压点应位于2区，介质为液体时取压点则位于3区。

冷区流量仪表的工艺介质虽为液体但是与常规液态介质的流量仪表相比，其取压方式有很大不同，测量油类介质时，为防止引压管内积累气泡因此取压点都设置于区域3。

但是对于液态烃来说导压介质为其气化后的气态介质，取压点则不能图2-4 取压点设置于3区，否则要造成工艺介质倒灌使引压管线内积液，导致测量不准。

取压点设置在2区较为合适，这样可以防止液态介质进入引压管。

在日常的维护工作中发现，部分液态烃流量仪表一次阀后引压管表面结有大量结冰的现象，可见仍然有液态介质进入引压管，会引起一定的测量误差，对于控制来说可以忽略不计。

但引压管线内的气液并存从而产生一个气化问题，由于气化不均产生测量差压的波动。

如何解决气化均匀问题就成为测量液态烃流量的关键。

其中一个解决方法是将流量计的引压管改为低温双法兰，从而避免了工艺介质进入引压管导致的一系列问题。

另外一个解决途径就是严格规范现场所用的干管式引压管铺设方式。

深冷差压流量计一般安装高于工艺管线，如果仪表安装位置低于取压点，则应在取压一次阀后配成“几”字形引压管后再向下（即使有蒸汽伴热），凸出高度在100~200mm，如图2-5所示。

由上述分析可知，导致深冷差压流量计测量波动的主要原因是引压管内积存液态烃，只要使积存的液态烃尽量减少即可减少其对测量的影响。

因此在引压管铺设时应尽量减少水平段，把一次阀后引压管由水平改为垂直向上，再由垂直改为水平进入表头。

图2-5 “几”字形安装2.4深冷流量仪表维护注意问题(1)排放由于液态烃物理性质的特点，维护测量这些液态烃的深冷差压流量计也与普通差压流量计不同。

当差压流量计指示波动或指示不准确，维护人员往往使用排放方法来解决。

排放对于测量油类仪表气态或液态介质来说是较为有用的措施，能将气泡或是液滴排出引压管，但是对于深冷仪表来说这是不必要的也是错误的。

深冷差压流量计测量介质温度较低，无论是工艺管线或是引压管都做过氮气置换不存在水等其他物质，否则在低温下水结冰堵塞引压管线。

同时，如果把液态烃从仪表堵头处排放，很容易将仪表膜盒冻坏，并且还会导致堵头处结冰，无法重新旋入。

排放只会将引压管线内已经气化的介质排出，而因排放引入工艺管线内的液态烃，必须等其气化才能测量。

如果必须排放，一定要关闭一次阀，以防液态烃大量进入引压管。

(2)伴热正如典型故障分析所介绍，深冷仪表的伴热需保证两侧引压管受热均匀，引压管内气化程度一致。

部分深冷差压流量计引压管内含有大量液态介质，那么这部分深冷流量计就必须强制伴热。

不同的介质特性、温度和压力，在不同的季节要采用不同的伴热方式，在相同环境温度里，有些要开伴热并保温，而有些仪表侧要拆除保温并关闭伴热，其目的都是为了使引压管内介质气化均匀。

3乙烯电磁流量计的问题及解决措施乙烯电磁流量计主要用于测量各碱洗塔的碱液流量以及泵的碱性洗涤水，开工过程中电磁流量计主要故障为测量波动大、无信号输出。

其中以测量DA-202与DA-702两个碱洗塔的碱液流量的电磁流量计故障最为典型，具体故障如表3-1所示。

表3-1电磁流量计故障表3.1典型故障分析及处理3.1.1安装不妥引起的波动图3-1中所示流量计为某公司DE48F型电磁流量计，用于测量碱洗塔碱洗液流量。

工艺反映仪表指示波动大且信号时有时无，因此采用便携式超声波流量计对此流量进行比对，实际流量并无大范围波动，因而排除工况本身波动的可能。

该电磁流量计安装方式如3-1所示。

GA-216A图3-1 电磁流量计安装位置流量计后工艺手阀开度在60％左右，泵扬程固定因此当流量计后工艺手阀开度较大时，必然导致流量计下游背压不足，从而工艺介质不能充满整根管道，管线中有大量气泡存在，介质在这个工艺管段出现一阵一阵流动现象。

电磁流量计当两电极间未充满介质或有气泡时测量波动会较大，将工艺阀关小到20％后这三台流量计波动消失，仪表指示变成正常。

电磁流量计安装虽然符合前10D和后5D的规范要求，但仪表检测管后段不能马上有下降管，否则不能满足电磁流量计满管流的工作条件，造成流量波动，应安装在较长直管段上为宜。

3.1.2仪表进水导致的故障(1)故障现象及处理仪表进水导致故障的三台电磁流量计，安装方式类似于图3-1所示，不同的是流量计后是上升管而不是下降管，因此当泵开启后碱液必然能充满工艺管线，不会出现空管问题。

出现进水故障的电磁流量计表头指示error3 Flow>130%，此后工艺关小流量计下游截止阀，但表头仍然指示error3，这说明问题出在流量计本身。

打开传感器接线盒发现有进水痕迹，用万用表测量励磁电压（M1、M2之间电压）为13.7V(端子分布如图3-2)，励磁电压正常。

用万用表测量M1、M2对地电阻，分别为3.5MΩ、2.5 MΩ，正常应为无穷大，其余端子对地良好。

更换接线端子并在接线盒内放置干燥剂一定时间后，流量计指示正常。

图3-2 传感器端子接线图(2)故障原因表3-2为工作正常的电磁流量计流量与信号电势之间的关系，通过该表可得出结论电磁流量计的信号电势和流速是反相关，即流量越大信号电势越小。

当励磁接线端子对地绝缘不好导致励磁漏电时，流经励磁线圈的电流减小，那么磁感应强度就相对减弱，流体流过磁极产生的磁通量变小，相同流量产生的感应电势相对减小即信号电势减小，变送器误认为是流速增加，当信号电势减小到一定程度后变送器就误认为流量超量程，此时表头指示error3 Flow>130%。