托尔巴流量计应用案例与分析
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项目名称 |
湖北金盛兰冶金科技有限公司120 万吨/年焦化仪表电信及控制系统项目（2019） |
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设计单位 |
中冶焦耐工自动化有限公司EPC包 （MCC） |
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测量介质 |
煤气、混合气体、水等 |
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原设计产品 |
V型锥流量计、威力巴、涡街流量计 |
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后替换产品 |
托尔巴流量计 |
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已投运时间 |
18个月 |
（1）早期产品应用
中冶焦耐属于冶金科工集团（MCC）控股单位，始建于1953 年，承担的*重点工程项目遍布，具备*焦化装备集成能力。在应用托尔巴流量计之前，中冶焦耐设计的焦炉煤气的测量方式主要有孔板流量计、文丘利流量计、Ｖ锥流量计、楔形流量计等传统节流式差压流量计。而因焦炉煤气中杂质，容易在供气管壁、节流装置的取压口、阀门和导压管连接处大量淤积，造成计量不准确甚至无法计量。此外，传统的收缩取压方式压损大，功耗大，不利于节约风机压缩机能耗。
焦炉煤气是指炼焦用煤在炼焦炉中经过高温干馏后，在产出焦炭和焦油产品的同时所产生的一种可燃性气体，是炼焦工业的副产品，主要由氢气和甲烷构成，并有少量一氧化碳、二氧化碳、氮气、氧气和其他烃类，其热值高，在钢铁企业中被广泛使用。而焦炉煤气因含有焦油焦油、苯、萘、水气等杂质，容易堵塞测量设备，一直困扰着焦炉煤气流量的计量工作。
湖北金盛兰在早期设计之时分别采用过V形锥流量计、威力巴流量计测量煤气支管流量，如右图所示。在投运一段时间以后，由于煤气支管内煤气水分大、杂质多，极容易形成粘性物质，经常出现流量计阻塞故障的发生，使得煤气流量测量不准确，致使两座热风炉煤气支管流量无法准确检测，对正常生产带来了不利影响。能源岗位工无法准确控制煤气与空气流量比例，无法有效提高送风温度。
热风炉所采用的V形锥流量计，通过上下法兰连接在煤气管道上，无法拆卸清理；由于椎体是焊接在管道内部支撑架上，介质流体冲击大、具有腐蚀性特征等，极易发生椎体掉落，损坏管路内控制元件等造成无法测量或更大损失，热风炉所采用的威力巴流量计出现流量计堵塞故障后，需要从煤气管道内拔出流量计进行清理，此过程煤气管道内煤气泄漏严重，极易造成煤气中毒事故，给现场维护人员带来了非常重大的安全隐患。
（2）托尔巴针对复杂气体流量检测技术优化、投运状况分析
鉴于以上复杂气体流量检测存在的问题，中冶焦耐在湖北金盛兰120 万吨/年焦化仪表电信及控制系统项目中对此进行了改造，将混合气体、焦炉煤气等测点流量计进行换型，安装使用了托尔巴流量计，用于现场自动化控制系统，达到智能化能源管网设计要求。
在确定好使用*的托尔巴流量计后，上海托尔巴技术团队进行了流量的安装与调试。防堵型托尔巴安装时采用在垂直管道上从外部垂直插入式安装方式，安装方式有螺纹连接和法兰连接等多种方式。采用法兰连接安装时，只需要在测量管道上钻一个Φ50mm左右的插入孔，再将法兰连接座定位焊接在管道上，*，按照要求将托尔巴插入管道中，通过在线驱动装置或配对组件螺栓等与法兰球阀紧固即可，温压补偿无需再单独开孔。托尔巴流量计插入式结构，可以在线插拔。
根据现场实际情况，确定清理方式
托尔巴流量计插入式结构，可以在线插拔，当测量焦炉煤气等脏污介质时，只要将一次阀关闭，可以通过一体化反吹接口或随时拔出传感器清洗，维护方便。由于煤气支管管径大部分过Φ1000mm，可以加装氮气反吹装置两根氮气吹扫管分别连接到托尔巴流量计正负压吹扫阀门，当流量计出现不通畅需要清理时，需将变送器阀门关闭，关闭托尔巴流量计两个取压阀，打开两个氮气吹扫阀即可。
采用托尔巴流量计用于气体流量测量后，从运行情况来看，流量检测一直稳定可靠，没有出现过任何堵塞现象，达到了理想的防堵性能和稳定的取压功能，有效减少了维护工作量，并降低了工作时的危险性。另外，从测量的数据来看，与工艺生产数据相符，为工艺操作人员提供了可靠的数据，满足了工艺的要求。托尔巴流量计在循环气体介质流量测量上的效果表明，托尔巴流量计能够从根本上解决较脏气体的流量测量，特别适合干熄焦循环气体、热电一次和二次风、高炉煤气、焦炉煤气等含杂质较多的气体流量测量。
（3）改造前后高炉热风炉煤气送风温度趋势对比
自托尔巴流量计在项目现场应用以来，煤气流量检测的故障率明显减少（连续5季度以上稳定运行），而且能够更加准确检测煤气支管流量，现场操作工能够准确的检测和控制煤气支管与空气支管流量的配比，从而使能源管网自动化控制效率显著提高，风温由改造前的1200℃提高到1260℃，在提高风温的同时，降低了高炉的焦比，真正做到了降本增效。
从湖北金盛兰焦化厂4.3米焦炉外供焦炉煤气检测点中运用托尔巴流量计计量后的情况看，流量检测数据一直稳定可靠，波动量小，没有出现过任何堵塞现象，充分证明了托尔巴优越的防堵塞性能。此检测点计量数据基本符合焦炉的理论煤气发生量，得到了供需双方的认可。仪表维护人员不必再花大量的精力去清理堵塞的测量管路和探头，大大减少了的维护工作量，降低了企业的生产成本。因采用托尔巴流量计进行计量，煤气管道中不必安装大型的节流装置（孔板、V锥、楔形等），使得管道中气体的压损也很小，从而大大降低风机加压机的能耗。选用托尔巴流量计在计量焦炉煤气的*经验，为中冶焦耐及今后解决其它介质的计量问题提供了更好的解题思路。
