2006年5月, 遼陽石化公司聚酯廠聚酯裝置熱媒爐燃料油系統(tǒng)改造完成。改造后的系統(tǒng)采用燃料油直供系統(tǒng), 燃油流量計量采用較新型的楔形流量計, 自投用以來, 流量計指示一直不準, 在點爐初期調(diào)節(jié)閥開度較小時, 流量計更是沒有指示, 給操作帶來很大困難, 操作工不知道燃料油是否進入爐膛, 也不知道熱媒爐是否被正常點燃。

熱媒爐燃油直供系統(tǒng)如圖1所示, 根據(jù)工作原理, 可分為:熱媒循環(huán)系統(tǒng)、燃料油系統(tǒng)、燃油霧化蒸汽系統(tǒng)、空氣助燃系統(tǒng)、點火系統(tǒng)。

熱媒循環(huán)系統(tǒng)的作用是為熱媒提供一定的能量, 使其在熱循環(huán)系統(tǒng)中循環(huán), 并把熱媒在加熱爐中吸收的熱量, 在熱媒交換器中傳輸給需要供熱的設備。

燃料油系統(tǒng)的作用是把燃料油經(jīng)燃料油泵加壓, 經(jīng)過溫度調(diào)節(jié)閥和電磁閥進入主火嘴, 通過主火嘴噴入爐膛進行燃燒。

助燃系統(tǒng)的作用是把空氣經(jīng)鼓風機加壓送入空氣預熱器預熱, 然后進入燃燒器參與燃燒。助燃空氣系統(tǒng)的設備有鼓風機、調(diào)節(jié)閥、空氣預熱器、燃燒器、煙囪等。

霧化蒸汽系統(tǒng)的作用是輸送具有一定壓力的壓縮蒸汽作為燃料油的霧化劑, 在主燃燒器中對燃料油進行霧化。

點火系統(tǒng)的作用是通過點火器點燃燃點較低的燃料氣 (液化氣) , 再用燃料氣的火點燃燃料油。

改造后的熱媒爐燃油系統(tǒng)如圖2所示。

與改造前的工藝流程相比較可知, 改造后的燃料油工藝流程簡化很多, 去掉了燃料油中間儲罐、燃料油緩沖罐、加壓泵等;外供的燃油管線直接與熱媒爐燃油管線連接, 并在爐前采取恒壓控制 (PIC103N) 和燃料油流量指示 (FI103N) 。

采用直供工藝的優(yōu)點:節(jié)能降耗、降低維護量、節(jié)約維護費用。缺點:由于缺乏脫氣設備, 燃料油中含有一定量的水分, 且油溫超過100℃, 在輸送過程中易產(chǎn)生水蒸氣, 在管道里累積, 對楔形流量計流量指示產(chǎn)生影響。

改造后燃料油流量測量采用的是大韓儀器株式會社的DHWM楔形流量計, 是該公司研制的新型差式流量儀表。DHWM系列產(chǎn)品用于測量粘滯性液體的流量測量, 粘度可達500厘泊, 如燃料油, 渣油及重油等;適用于含懸浮顆粒的液固混合物, 如漿狀液體、污水等的流量測量;可適用于極低雷諾數(shù) (Red=300) , 而雷諾數(shù)上限可達106以上, 因此也可用于氣體, 蒸汽之類流體的流量測量。

楔式流量計的結構是在管段中設置一個“V”型楔形物。楔形物阻礙介質的正常流動, 并在楔形物的上下游產(chǎn)生與體積流量的平方成正比的差壓, 通過測量此差壓值, 計算出管道中的體積流量。楔形流量計工作原理如圖3所示。

采用V型體節(jié)流件可消除滯留區(qū), 防止系統(tǒng)出現(xiàn)堵塞現(xiàn)象;管道壓力損失小;長期穩(wěn)定性好, 被用戶譽為零故障儀表, 安裝使用及維護方便。

(1) 燃料油電磁閥打開后, 管道壓力迅速下降, 由于壓力調(diào)節(jié)器自動調(diào)節(jié)存在滯后, 管道壓力經(jīng)過十幾秒鐘才能恢復到設定壓力, 而且壓力隨著燃料油調(diào)節(jié)閥TV303的開關而波動。

(2) 燃料油流量指示。在燃料油回流過程中, 溫度調(diào)節(jié)閥TV303初始開度設置在10%的開度, 此時楔形流量沒有流量指示;當電磁閥打開后, 隨著溫度調(diào)節(jié)閥TV303的開度加大, 流量計逐漸有流量指示。流量范圍:0~294~1400kg/h。這說明, 溫度調(diào)節(jié)閥TV303開度在10%的開度時, 燃料油流量沒有達到流量計所能檢測到的***小流量。根據(jù)楔形流量計1∶10的量程比, 能測到***小流量應為140kg/h。溫度調(diào)節(jié)閥TV303開度在10%的開度時, ***小流量沒有達到140kg/h, 即流量計能測到的***小流量高于294kg/h, 沒有達到現(xiàn)場的流量要求。

(1) 計算選型問題。由于安裝位置不合理, 流量計口徑 (DN50) 過大。

(2) 用戶提供的流量計選型的流量條件問題。根據(jù)原有數(shù)據(jù), 3臺爐的供給流量為4000kg/h, 回流流量為1000kg/h, 每臺熱媒爐消耗的燃油量為1000 kg/h, 是每臺爐的***大平均流量參數(shù)。這個選型計算的流量條件不合適, 因為3臺熱媒爐的工作狀態(tài)為2臺運行, 1臺備用, 因此***大平均流量應該要高一些, 應在1500 kg/h左右。

(3) 流量計的安裝問題。根據(jù)現(xiàn)場了解到, 楔形流量計被安裝在每臺爐供油總管上, 管徑DN50, 且該管從DN50/DN40、DN40/DN25、DN25/DN40、DN40/DN25、DN25/DN15進行了5次變徑;楔形表安裝位置距離溫度調(diào)節(jié)閥TV303的管向距離有30m有余, 且二者之間還有燃油預熱器設備。這樣會造成:就如在流量計和調(diào)節(jié)閥之間存在一個容器;由于燃料油中含有一定的水分, 在130多攝氏度的溫度下容易產(chǎn)生氣體存在該段管路中, 特別是在熱媒爐開車前更為明顯;燃料油組分不穩(wěn)定, 密度受影響較大。這些因素會使流量計的測量產(chǎn)生一定的滯后, 對準確性產(chǎn)生較大影響。

(1) 減小流量計的口徑, 選擇DN25口徑的楔形流量計。

(2) 提供準確的工藝參數(shù)數(shù)據(jù), 便于流量計廠家準確計算, 準確選型。根據(jù)用戶提供的數(shù)據(jù)和要求, 流量計廠商重新進行了計算, 選型為DHWM-T-025AYN10。

(3) 選擇合理的安裝位置。把流量計安裝在調(diào)節(jié)閥前25mm的直管段上, 降低調(diào)節(jié)閥和流量計之間的距離, 減小緩沖容量, 以便在小流量時, 能迅速反應和指示。

(4) 在楔形流量計之前的管路上增加脫氣設備, 每次點爐之前進行排放, 減少干擾。

(5) 在使用過程中, 操作人員應該注意:由于燃料油在常溫下易凝結成粘稠狀, 因此不論是在冬季還是夏季, 要做好燃油管線的保溫工作;做備用爐時, 溫控調(diào)節(jié)器一定要打成手動控制, 把溫度調(diào)節(jié)閥門開大一些 (停爐時, 調(diào)節(jié)閥默認開度設置在10%) , 以確保燃料油順暢地循環(huán);做好儀表檢測單元的保溫工作;

新選楔形流量計投用后, 與以前相比, 測量的準確度和實時性有了很大的提高, 效果明顯, 工藝人員反映良好。