大同市煤氣化總公司擔負著向市區16×104戶居民用戶和600戶商業用戶的日常供氣任務，氣源為焦爐煤氣。從1998年起，大同市煤氣化總公司從云崗焦化廠購進一定量的焦爐煤氣以滿足城市用氣要求，形成了一套城市管網、兩家氣源的供氣格局。

 

    1 存在的問題

 

    云崗焦化廠距市區中壓管網最近處約8km，本身帶有部分管網和用戶。1998年底與大同市煤氣化總公司中壓管網并網，并在交接點附近安裝了一套標準孔板計量裝置和一個止回閥，流量測量范圍為0～1.2×104m3/h。由于當時設計、安裝存在缺陷，運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堆積物，嚴重改變了孔板計量管段的圓截面。

 

    ②云崗焦化廠受供氣能力、加壓設備和管網交接點位置的制約，只能在大同市煤氣化總公司管網適當降壓的情況下，在每日供氣低峰時段進行供氣，最大供氣量低于6000m3/h，且小流量供氣工況居多，原設計孔板流量計測量范圍偏大。

 

    ③止回閥密封膠板老化、部分脫落后不能及時檢測發現，造成大同市煤氣化總公司部分時段逆向向云崗焦化廠管網供氣，此氣量不能被計量，嚴重影響結算公平性。

 

    ④現場電源不能保障，影響計量結算。

 

    2 改造要求

 

    云崗焦化廠氣源為焦爐煤氣，管網管材為鑄鐵管，在安裝原計量孔板時改換了一段總長為4m的鋼管，埋深約1.5m，并在此管段上搭建了計量室。經研究，確定改造方案應滿足如下要求：

 

    ①計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，可定期檢查清理。預留在線校驗接口。

 

    ②計量系統精度高，量程比寬，具有溫壓補償功能，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計量裝置維護量小，能自清潔，且上、下游直管段要求短。

 

    ④能定期檢查、確認管道止回閥密封情況，具備在止回閥密封損壞時臨時切斷功能。

 

    3 具體方案

 

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

 

    ①計量裝置選型

 

    計量裝置若選用標準節流裝置，受現場安裝場所限制，首先標準節流裝置上、下游直管段的安裝要求根本無法滿足，其次標準節流裝置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的計量要求。若選用容積式計量裝置，受容積式計量裝置公稱直徑及額定流量值的制約，單獨1臺容積式計量裝置無法滿足測量最大流量值為6000m3/h的計量要求，除了需要再增加1臺容積式計量裝置外，考慮到焦爐煤氣介質因素和容積式流量計本身重量、尺寸，還需要另外增加過濾器和土建基礎等，從而增大維護量和成本。可見選用上述傳統裝置在此遇到了困難，必須另辟途徑。經過反復比較，我們最終選定采用電池供電的LGBK型智能一體化V錐流量計作為計量裝置。

 

    智能一體化V錐流量計是一種新推出的改進型計量裝置，它通過節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。其中節流元件為一個懸掛在管道中央的錐形體，具有獨特的“整流”功能和無銳利緣口的物理特性，這決定了它比傳統節流裝置更具有優越的性能。即使在極惡劣的使用條件下，如上游有兩個很靠近錐體的不在同一平面上的彎頭時，也能使流場分布變得平坦和對稱，從而確保測量精度;加之其節流緣是鈍角，流體流動時在節流緣形成邊界層，減少了臟污介質對節流緣的磨損，保證了節流緣尺寸精度;再配合智能儀表的一體化設計使其更具有長期的穩定性。可見智能一體化V錐流量計顯著改善了傳統差壓流量計要求流場理想的使用局限，提高了精確度和重復性，對計量裝置上、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供氣時，用切斷蝶閥切斷云崗焦化廠并網管道，打開切斷蝶閥和止回閥間的放散裝置，對切斷蝶閥和止回閥間管道進行泄壓，再關閉放散裝置。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。在止回閥發生泄漏時，還可臨時用切斷蝶閥阻止向云崗焦化廠管網逆向供氣。

 

    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處為原計量孔板安裝位置。現場施工時先分別關閉A-B-C-D管道上、下游側的煤氣閥門（圖中未表示），將原計量孔板取掉并截去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、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為預留在線校驗接口。

 

 

 

圖1 改造方案

 

    4 改造效果

 

    改造后實測節流裝置上游直管段為3倍管道內徑，下游直管段為1倍管道內徑。智能一體化V錐流量計壓力損失小，差壓輸出穩定、波動小，量程比達10∶1。計量系統誤差小于3%。錐體表面及管道均無雜物滯留，止回閥檢漏方便。