大同市煤氣化總公司擔(dān)負(fù)著向市區(qū)16×104戶居民用戶和600戶商業(yè)用戶的日常供氣任務(wù)，氣源為焦?fàn)t煤氣。從1998年起，大同市煤氣化總公司從云崗焦化廠購進(jìn)一定量的焦?fàn)t煤氣以滿足城市用氣要求，形成了一套城市管網(wǎng)、兩家氣源的供氣格局。

 

    1 存在的問題

 

    云崗焦化廠距市區(qū)中壓管網(wǎng)最近處約8km，本身帶有部分管網(wǎng)和用戶。1998年底與大同市煤氣化總公司中壓管網(wǎng)并網(wǎng)，并在交接點(diǎn)附近安裝了一套標(biāo)準(zhǔn)孔板計(jì)量裝置和一個(gè)止回閥，流量測量范圍為0～1.2×104m3/h。由于當(dāng)時(shí)設(shè)計(jì)、安裝存在缺陷，運(yùn)行后暴露出如下問題：

 

    ①孔板前直管段存有部分冷凝水和雜質(zhì)堆積物，嚴(yán)重改變了孔板計(jì)量管段的圓截面。

 

    ②云崗焦化廠受供氣能力、加壓設(shè)備和管網(wǎng)交接點(diǎn)位置的制約，只能在大同市煤氣化總公司管網(wǎng)適當(dāng)降壓的情況下，在每日供氣低峰時(shí)段進(jìn)行供氣，最大供氣量低于6000m3/h，且小流量供氣工況居多，原設(shè)計(jì)孔板流量計(jì)測量范圍偏大。

 

    ③止回閥密封膠板老化、部分脫落后不能及時(shí)檢測發(fā)現(xiàn)，造成大同市煤氣化總公司部分時(shí)段逆向向云崗焦化廠管網(wǎng)供氣，此氣量不能被計(jì)量，嚴(yán)重影響結(jié)算公平性。

 

    ④現(xiàn)場電源不能保障，影響計(jì)量結(jié)算。

 

    2 改造要求

 

    云崗焦化廠氣源為焦?fàn)t煤氣，管網(wǎng)管材為鑄鐵管，在安裝原計(jì)量孔板時(shí)改換了一段總長為4m的鋼管，埋深約1.5m，并在此管段上搭建了計(jì)量室。經(jīng)研究，確定改造方案應(yīng)滿足如下要求：

 

    ①計(jì)量裝置所在位置的管道要求高架安裝，不能積存冷凝液和雜質(zhì)，可定期檢查清理。預(yù)留在線校驗(yàn)接口。

 

    ②計(jì)量系統(tǒng)精度高，量程比寬，具有溫壓補(bǔ)償功能，最好采用電池供電方式。測量最大流量值為6000m3/h，最小流量值為600m3/h。

 

    ③計(jì)量裝置維護(hù)量小，能自清潔，且上、下游直管段要求短。

 

    ④能定期檢查、確認(rèn)管道止回閥密封情況，具備在止回閥密封損壞時(shí)臨時(shí)切斷功能。

 

    3 具體方案

 

    雙氣源供氣條件下計(jì)量結(jié)算成功與否主要取決于計(jì)量裝置選型及止回閥檢漏兩個(gè)主要問題。

 

    ①計(jì)量裝置選型

 

    計(jì)量裝置若選用標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置，受現(xiàn)場安裝場所限制，首先標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置上、下游直管段的安裝要求根本無法滿足，其次標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置3∶1的量程比也不能滿足改造方案中測量最小流量值為600m3/h的計(jì)量要求。若選用容積式計(jì)量裝置，受容積式計(jì)量裝置公稱直徑及額定流量值的制約，單獨(dú)1臺(tái)容積式計(jì)量裝置無法滿足測量最大流量值為6000m3/h的計(jì)量要求，除了需要再增加1臺(tái)容積式計(jì)量裝置外，考慮到焦?fàn)t煤氣介質(zhì)因素和容積式流量計(jì)本身重量、尺寸，還需要另外增加過濾器和土建基礎(chǔ)等，從而增大維護(hù)量和成本。可見選用上述傳統(tǒng)裝置在此遇到了困難，必須另辟途徑。經(jīng)過反復(fù)比較，我們最終選定采用電池供電的LGBK型智能一體化V錐流量計(jì)作為計(jì)量裝置。

 

    智能一體化V錐流量計(jì)是一種新推出的改進(jìn)型計(jì)量裝置，它通過節(jié)流取差壓以反映流量的大小，其差壓的2次方根與流量成正比。其中節(jié)流元件為一個(gè)懸掛在管道中央的錐形體，具有獨(dú)特的“整流”功能和無銳利緣口的物理特性，這決定了它比傳統(tǒng)節(jié)流裝置更具有優(yōu)越的性能。即使在極惡劣的使用條件下，如上游有兩個(gè)很靠近錐體的不在同一平面上的彎頭時(shí)，也能使流場分布變得平坦和對(duì)稱，從而確保測量精度;加之其節(jié)流緣是鈍角，流體流動(dòng)時(shí)在節(jié)流緣形成邊界層，減少了臟污介質(zhì)對(duì)節(jié)流緣的磨損，保證了節(jié)流緣尺寸精度;再配合智能儀表的一體化設(shè)計(jì)使其更具有長期的穩(wěn)定性。可見智能一體化V錐流量計(jì)顯著改善了傳統(tǒng)差壓流量計(jì)要求流場理想的使用局限，提高了精確度和重復(fù)性，對(duì)計(jì)量裝置上、下游直管段要求短，具有自清洗功能，適用于臟污介質(zhì)測量，完全滿足改造要求。

 

    ②止回閥檢漏

 

    通過加裝切斷蝶閥（金屬硬密封三維偏心蝶閥）和放散裝置，利用原有和新增的壓力檢測儀表，

 

    定期在大同市煤氣化總公司單獨(dú)供氣時(shí)，用切斷蝶閥切斷云崗焦化廠并網(wǎng)管道，打開切斷蝶閥和止回閥間的放散裝置，對(duì)切斷蝶閥和止回閥間管道進(jìn)行泄壓，再關(guān)閉放散裝置。求取止回閥兩端的差壓變化，以判定止回閥泄漏情況，很好地解決了止回閥檢漏難題。在止回閥發(fā)生泄漏時(shí)，還可臨時(shí)用切斷蝶閥阻止向云崗焦化廠管網(wǎng)逆向供氣。

 

    ③方案說明

 

    改造方案見圖1。其中A-B段C-D段為原有煤氣管道，4、7分別為原煤氣管道上安裝的止回閥和壓力變送器，B處為原計(jì)量孔板安裝位置。現(xiàn)場施工時(shí)先分別關(guān)閉A-B-C-D管道上、下游側(cè)的煤氣閥門（圖中未表示），將原計(jì)量孔板取掉并截去BC段管道，再從管道上部開孔，安裝新增的高架管道及智能一體化V錐流量計(jì)、切斷蝶閥、放散裝置和新增壓力變送器等，更換止回閥密封膠板，然后在B、C處分別加裝盲板。E為預(yù)留在線校驗(yàn)接口。

 

 

 

圖1 改造方案

 

    4 改造效果

 

    改造后實(shí)測節(jié)流裝置上游直管段為3倍管道內(nèi)徑，下游直管段為1倍管道內(nèi)徑。智能一體化V錐流量計(jì)壓力損失小，差壓輸出穩(wěn)定、波動(dòng)小，量程比達(dá)10∶1。計(jì)量系統(tǒng)誤差小于3%。錐體表面及管道均無雜物滯留，止回閥檢漏方便。