淺析如何降低金屬管轉子流量計在水罐中凝結

摘 要：近幾年，凈化廠5套金屬管轉子流量計凝結水罐在運行過程中液位長期高于 90%，超出凈化廠參數(shù)標準20%-80% 控制范圍要求，探索導致200萬金屬管轉子流量計凝結水罐長期處于高液狀態(tài)的原因，如何解決并制定相應改進措施，上海自動化儀表將凝結水液位控制在20%-80%，并長期保持在正常液位，保證金屬管轉子流量計及下游水熱系統(tǒng)安全平穩(wěn)運行。文章從現(xiàn)場實際運行入手，提出合理的解決思路，徹底解決金屬管轉子流量計凝結水罐超控制運行。

1 目前運行現(xiàn)狀

凈化廠5套裝置的凝結水罐液位從2016年11月—2017年 3月進行調查，統(tǒng)計并了計算五套裝置凝結水罐液位的平均值。

從2016年11月—2017年3月凝結水罐液位統(tǒng)計表可以看出之前的凝結水罐液位基本在90%以上，而凝結水罐液位的正常范圍應控制在20%～80%。小組成員隨機查詢了兩個由上可以看出，5套金屬管轉子流量計凝結水回水罐液位在90%以上的頻率相差不大，所以并非某一套金屬管轉子流量計影響至金屬管轉子流量計凝結水罐液位低。

從以上實際情況和分析可以看出，凝結水回水不暢是200萬裝置凝結水罐偏高的癥結所在，只要解決這個問題，200萬裝置凝結水罐液位偏高的問題就能得到很好的控制。

2 對現(xiàn)狀進行分析

2.1 凝結水回水壓力不足

目前，冬季200萬金屬管轉子流量計凝結水罐液位調節(jié)閥LV-1108閥后壓力為0.18～0.20MPa，而回水器壓力則在0.15～0.20MPa，上下游回水壓差在0～0.05MPa間很小，回水推動力不足。而在夏季期間，金屬管轉子流量計區(qū)凝結水罐液位調節(jié)閥LV-1108閥后壓力為0.18～0.22MPa，而回水器壓力則在0.09～0.12MPa，回水壓差在0.06～013MPa，回水推動力大，凝結水罐液位正常。通過夏季和冬季蒸汽和凝結水管線運行的壓力對比可知，凝結水回水壓力不夠是導致凝結水回水不暢的重要原因。

2.2 冬季凝結水回水總管流量增加，回水壓降增大和夏季運行相比，我廠冬季運行期間，裝置區(qū)伴熱回水與生產蒸汽凝結水回水一起同時匯入凝結水回水總管，凝結水回水管線流量明顯增加，為計算凝結水回水流量增加對凝結水回水壓降的影響，需計算出伴熱凝結水回水流量。由于我廠凝結水回水管線無流量計量裝置，無法直接顯示凝結水回水量，故采用間接方法來計算凝結水回水量。非常好凈化廠1#鍋爐房共有五臺WNS-10-1.25Q型鍋爐，主要負責為5套200萬裝置、甲醇回收裝置提供生產蒸汽和伴熱蒸汽，故可通過計算鍋爐上水總量減去連、定排水量及生產蒸汽用量可粗略地得出伴熱蒸汽用量。即伴熱回水量=鍋爐上水量-生產蒸汽量-鍋爐連、定排水量（各裝置生產蒸汽損失量少，可忽略）。

凝結水回水總管中，增加的伴熱回水量=（180+160+120）*87%-（31+31+25+25）-50-24*3(噸/天）=159(噸/天），而回水總管流量=（180+160+120）*87%-24*3=327（噸/天）。

根據(jù)管徑中Q=u*A，假定管內流體均為滿管流動，故流量增加，流速也增加。由于伴熱回水管線與生產蒸汽凝結回水為匯合管路關系，故壓力不變。

根據(jù)范寧公式ΔP=λL2ρu2/2d，圓形直管內阻力損失與u2成正 比 。 查 得 120℃ 飽 和 凝 結 水 ρ =943kg /m3,μ=0.237cp=0.000237Pa. s；管內徑 d=200mm,管長為 L=500m,流速 u=Q/A=1.2m/s。

所以雷諾數(shù) Re=duρ/μ=0.2*1.2*943/0.000237=9.55*105,流型為湍流。

查 取 鋼 管 的 絕 對 粗 糙 度 ε =0.25mm, 則 ε/d=0.25 / 200=0.00125,查得摩擦系數(shù) λ=0.025，將以上有關數(shù)據(jù)帶入式 ΔP=λL2ρu2 / 2d。則直管阻力損失 ΔP1=0.025*500*1.2*1.2*943（/ 2* 0.2）=42435Pa≈0.042MPa。

凝結水回水總管路中有9個90°彎頭，1個標準三通，則局部阻力損失 ΔP2=ξρu2 / 2=(1.3*9+1.5)*943*1.2*1.2/=17924Pa≈ 0.018MPa。

故整個回水管線壓降ΔP=ΔP1+ΔP2=0.042+0.018=0.06MPa,同理可計算夏季時凝結水回水總管壓降ΔP=0.03MPa。

3 解決措施

（1）依次對1～5#裝置區(qū)疏水閥進行了逐一排查，凝結水所發(fā)出的聲音較低，類似于“波浪聲”，而蒸汽泄露發(fā)出的聲音音調高，聲音輕，類似于哨聲，通過聲音測試法查找出1～5#裝置區(qū)有故障的疏水閥33個，疏水閥故障易造成凝結水管線里拌入蒸汽，不但影響凝結水正常傳輸，且易產生水擊，造成管線損傷。立即對這33個疏水閥進行了更換。

（2）從1～5#裝置區(qū)過來的凝結水溫度原本較高，而凝結水出口管線及凝結水回水器包裹保溫，也是造成凝結水出口壓力過高的主要原因。小組成員利用拆除凝結水管線部分保溫及拆除凝結水回水器閃蒸罐保溫的方法，降低凝結水出口溫度，從而降低凝結水壓力。

（3）我廠原來使用蒸汽伴熱對管線、儀表進行冬季保溫，防止管線凍堵，而蒸汽伴熱管線與生產蒸汽同匯入凝結水總管，總管內液體量增加，液體的流速降低。近年來我廠逐漸使用電伴熱代替蒸汽伴熱，蒸汽伴熱使用量減少，凝結水管線內液體量減少，液體流速較往年增加，凝結水管線內液體阻力減小。

4 結語

綜上所述，要想降低金屬管轉子流量計凝結水罐液位需要從裝置區(qū)進行排查，上海自動化儀表做好設備裝置的優(yōu)化，根據(jù)做好日常設備的維護保養(yǎng)工作，設備裝置區(qū)能夠良好的進行運行，非常終達到降低金屬管轉子流量計凝結水罐液位的效果，提高設備的運行溫度。