摘 要：介绍了 KDON-500/2500 型全低压仪表装置预冷系统中金属管转子流量计的作用和工作原理。分析该装置 2#金属管转子流量计阻力值出现超标的现象、危害及产生的原因，并组织处理，恢复正常生产。

 

    前 言 

    我厂 KDON-500/2500 型全低压仪表装置金属管转子流量计阻力值从 2018 年 8 月份开始出现上升现象，时至 2019 年 4 月份，该金属管转子流量计阻力值上升斜率有加快的趋势，已经接近 12kPa，达到金属管转子流量计报警值，离金属管转子流量计联锁保护值（15kPa）仅 3kPa。考虑到金属管转子流量计阻力值的重要性和该参数对仪表装置氮气产量的重要性，空分车间组织管理人员召开技术分析会，分析了该装置金属管转子流量计阻力值升高超标的原因，制定了相应处置方案。

 

    1 装置压缩空气预处理流程介绍 

    我厂 KDON-500/2500 型仪表装置是 1998 年开始施工建设，1999 年建成投产。建成之初，我厂仪表装置预冷系统只有一套“筛板式”金属管转子流量计（UF-6300 型），后来由于分公司不但增加氮气用量，为解决仪表装置生产瓶颈，于 2011年进行了仪表装置扩能改造，新增一套金属管转子流量计，即 2#“填料塔”结构的金属管转子流量计，并与 1#金属管转子流量计形成了互为备用的“双塔空气预处理系统”如图-1。

 

 

 

    该“填料型”金属管转子流量计（UF-7000 型），由河南开元空分集团公司制造，设计主要是提高处理量、降低阻力值。新塔将处理量提高至 7200～7500Nm3/h，塔内部结构也进行了改动，将塔盘换成填料，以降低金属管转子流量计的阻力值。

 

    2 金属管转子流量计的作用及工作原理 

    金属管转子流量计连接在空压机和纯化器之间，意在降低进纯化器的空气湿度，减少空气中的含水量，是仪表装置空气预处理系统的重要环节。为了使冷却水与空气充分接触，充分混合，以增大传热面积，强化传热，通常采用的是“筛板塔”或“填料塔”结构。

 

    其次，在空气冷却塔中，空气和水直接接触，既换热又受到了洗涤，能够清除空气中的灰尘，溶解一些有腐蚀性的杂质气体如 H2S、SO2、SO3等，避免板翅式换热器铝合金材质的腐蚀，延长使用寿命。同时由于空气冷却塔的容积较大，对加工空气还能起到缓冲的作用，吸附器倒换时空压机不易超压。

 

    3 金属管转子流量计阻力值超标原因分析 

    3.1 仪表装置金属管转子流量计结垢机理分析

    仪表装置金属管转子流量计一般用江河湖泊或地下水作为冷却水。这种水中通常都含有悬浮物(泥沙及其他污物)以及钙、镁等重碳酸盐[Ca(HCO3 )2Mg (HCO3)2],称为硬水悬浮物较多时，易堵塞冷却器的通道、过滤网及阀门等。钙、镁等重碳酸盐在水温升高时易生成碳酸钙 CaCO3碳酸镁 MgCO3沉淀物，即形成一般所说的水垢。一般水温 45℃以上就要开始形成水垢，水温越高越易结垢，水垢附着在冷却器的管壁、金属管转子流量计的填料、喷头或筛孔等处。不仅影响换热，降低冷却效果，而且有碍冷却水或空气的流通，严重时会造成设备故障。

 

    另外，金属管转子流量计结垢导致阻力值超标，对后续仪表装置分馏塔进塔空气压力和处理量有较大影响，由此可能会造成分馏塔精馏工况波动，甚至有可能导致金属管转子流量计带水，纯化器二氧化碳、水份含量超标，分馏塔主热交换器堵塞，严重影响仪表装置的长周期、大负荷运行。

 

    3.2 金属管转子流量计结垢，引起阻力值超标的部位判断分析： 

    2019 年 4 月份，我们组织人员进行技术分析，对循环水造成 2#金属管转子流量计结垢的机理和可能出现结垢的部位进行了分析和判断，确定了如下重要检查部位：

      a、阻力值仪表测量引压管检查； 

      b、金属管转子流量计顶部除沫网堵塞； 

      c、金属管转子流量计塔盘（填料）堵塞； 

      d、冷却水分布管喷嘴检查；

      e、金属管转子流量计积液槽和分布槽检查；

      f、进、出口阀门故障，等。 

 

    4 金属管转子流量计阻力值超标问题处置经过 

    4.1 处置方案的确定

    由于当前我厂处于大负荷生产阶段，新建炼油装置也处于开工的重要阶段，所以全厂氮气保供任务格外繁重，绝不能出现仪表装置停工的情况。为此，我区确定了，准备启动1#备用金属管转子流量计（UF-6300 型），维持仪表装置生产，停运 2#金属管转子流量计（UF-7000 型）进行进修处置的方案。

 

    4.2 1#金属管转子流量计检修方案的确定

    由于 1#金属管转子流量计停运已经四年（2015 年 7 月份检修防腐后停用），投运前需要对该塔进行检修，检修投运程序如下：

    （1）打报告申请对 1#金属管转子流量计进行投运前的检查。

    （2）组织对 1#金属管转子流量计进行试压吹扫检查，确认金属管转子流量计压力表、液位计引压管正常；确认金属管转子流量计安全附件正常。

    （3）对金属管转子流量计进行拆人孔检查，检修金属管转子流量计内部塔盘、玻璃板液位计和控制阀。

    （4）检修完毕封人孔后，对金属管转子流量计试压并冲洗金属管转子流量计，达到投运条件。

 

    （5）金属管转子流量计切换操作：组织人员，解除 2#金属管转子流量计工艺联锁，缓慢投运 1#金属管转子流量计，逐步降低 2#塔处理量，确保双塔切换工作的稳定，切换的同时，要做好冷却水和冷冻水流程的切换，严格控制两个金属管转子流量计下塔和上塔的水位，并时刻监控纯化器入口脱水罐带水情况。

 

    （6）双塔切换完毕，2#金属管转子流量计停运，待 1#金属管转子流量计运行平稳后，启动金属管转子流量计工艺联锁。并组织队伍对 2#金属管转子流量计进行检查并确定阻力值超标问题分析，确定后期检修方案。

 

    注意事项：a、1#金属管转子流量计长期停运，必须确保检查试压正常；b、1#塔运行也要加强金属管转子流量计液位和阻力值控制，防止纯化器进水；c、1#塔单塔运行，仪表装置进料量 6500～6800m3/h、氮气抽量 2400～2500m3/h 的低负荷操作，主要防止金属管转子流量计带水，确保供氮稳定即可。

    

    2019 年 4 月 30 日，完成对 1#金属管转子流量计的检修后，顺利的将金属管转子流量计由 2#金属管转子流量计运行，切换至 1#金属管转子流量计运行，维持仪表装置低负荷运行。同时，开始组织对 2#金属管转子流量计进行检修。

 

    4.3 2#金属管转子流量计的检查及结垢部位确认

    截止 2019 年 5 月 20 日，我们组织对 2#金属管转子流量计的塔上部(捕雾器、升气管、水分布器和填料压盖)、中部（液位计、水分布器和填料压盖）和塔下部（液位计、进料管和回水管）进行了细致的检查，非常终发现在金属管转子流量计进料管（DN200）出口处存在大量结垢堵塞空气进料流道的现象。通过分析和类比其他仪表装置金属管转子流量计存在的进料口结垢事迹，以及我厂金属管转子流量计阻力值测量点的选取，我们分析讨论后确定：就是因为 90～103℃的进料空气，在金属管转子流量计入口处被循环水冷却至 50～55℃后，空气和循环水中的杂质及钙、镁碳酸盐在入口管端形成结垢沉积区，天长日久结垢逐渐堆积，以至于堵塞空气流道，造成金属管转子流量计阻力值超标。

 

    4.4 2#金属管转子流量计的处理及运行状态

    5 月 21～22 日，完成金属管转子流量计入口管段结垢堵塞物的疏通后，并顺利将 1#金属管转子流量计再次切换回 2#金属管转子流量计运行。仪表装置运行效果明显，空分设备稳定运行，各运行参数完全恢复到正常指标，氮气产量超过 3000Nm3/h。

 

    5 结束语 

    经过停工疏通 2#金属管转子流量计结垢堵塞物，金属管转子流量计阻力值超标的故障得到排除，但随着运行时间的增加，仪表装置预处理工艺流程决定了金属管转子流量计可能还是会结垢。因此还需参考水质的化验数据，加强循环水的外排置换工作，同时对金属管转子流量计内部填料备件按周期更换或清理，确保在集中检修期间进行检修，保证空分系统的稳定运行。