节流装置安装上下游直管段的讨论

 节流装置安装上下游直管段的讨论
马广明
摘要：法兰取压同心锐孔板作为一种典型的节流装置，在石油化工装置中普遍使用。本文介绍了法兰取压同心锐孔板在现场实际安装过程中对直管段的要求，以及简化确定直管段的方法
关键词：节流装置、直管段
一、概述
     节流装置与差压变送器配套测量流体流量仍是目前石油化工生产中过程控制及装置考核计量应用最为广泛的流量测量方法。法兰取压同心锐孔板历史悠久，经过长期的实践检验，成为标准孔板，已制定国家标准《用安装在圆形截面管道中的差压装置测量满管流体流量  第2部分：孔板》GB/T2624-2006，该标准规定的主要技术要求和技术数据与国际标准ISO5167-2003基本一致。
     同心锐孔板一经计算、再经制造厂的精细机械加工制造确定后，其基本误差（±0.5％～±1.5％）就已确定，为保证其在运行工况下的精度，同心锐孔板的安装就成为“重中之重”，同心锐孔板本身的安装（同心度、垂直度等）在同心锐孔板制造出厂时已由供应商保证，因此同心锐孔板运行精度的保障主要取决于现场与工艺管道的连接（同心度、垂直度等）以及上下游直管段的长度，上下游直管段的长度能否满足标准及规范的要求，已成为非常关键的施工验收要求。
八十年代设计的炼油装置，由于管道专业一直秉承节流装置安装直管段前10D后5D的观念，且自控专业在图纸会签中对节流装置直管段的要求未按标准规范严格执行，致使装置运行后，普遍反映流量仪表误差较大。九十年代末期，由于大量采用引进技术（引进UOP技术的加氢裂化和连续重整、雪佛龙的加氢裂化、IFP的连续重整等），在引进技术专利商的工艺包文件中对节流装置直管段均有明确的安装长度要求，但由于没有受到设计及施工部门的足够重视，在开工前的专利商的开工检查中，所提问题的60％均为与直管段相关的问题，整改起来非常麻烦。
二、标准规范的应用
下面根据中石化《石油化工仪表安装设计规范》SH/T3104-2000、国家标准GB/T2624-2006以及专利商UOP对孔板安装直管段的要求，就孔板在设计中直管段确定的方法及技巧，做一个论述，共大家参考。
 

⑴ SH/T3104-2000对孔板安装上下游直管段要求：孔径比0.2≤β≤0.8范围内；a.在上游阻力元件为在不同平面上安装的两个或多个90°弯头时直管段要求为：34(17)D～80(40)D；b.除以上情况外, 孔径比0.2≤β≤0.5范围内时直管段要求基本为≤20D；c. 孔径比0.5≤β≤0.8范围内；除上游阻力元件为单一且简单安装方式外直管段要求为： ≥20D；d,下游直管段统一为：≤8D。
⑵ GB/T2624-2006对孔板安装上下游直管段要求：孔径比0.4≤β≤0.75范围内；a.在上游阻力元件为在不同平面上安装的两个90°弯头、单个45°或同一平面上两个45°弯头、突然对称收缩时直管段要求为：≥30(15)D；b.除以上情况外, 孔径比0.2≤β≤0.5范围内时直管段要求基本为≤20D；c. 孔径比0.5≤β≤0.75范围内；除上游阻力元件为单一且简单安装方式外直管段要求为： ≥20D；d,下游直管段统一为：≤4D。
⑶ UOP对孔板安装上下游直管段要求：孔径比β≤0.7范围内,对于不同的管径；a.在上游阻力元件为调节阀或切断阀时和偏心渐扩管(或渐缩管)时直管段要求为：R（38D）；b.在上游阻力元件为不同平面内安装的两个90°弯头或四通管件时直管段要求为：M(31D)；c. 在上游阻力元件为简单安装方式时直管段要求为：≤18D；d,下游直管段统一为：≤5D。
通过上述表中可以看出，同心锐孔板安装上下游直管段的长度与孔径比β和上下游阻流元件的形式、安装方式有非常密切的关系。根据GB/T2624-2006和ISO5167-2003的制造标准要求，孔板计算的孔径比β(d/D)允许范围为：0.2≤β≤0.75，均能满足设计精度的要求。选用差压的模数为：1，1.6，2，2.5，4，6，8，10：一般对于气体：0.2≤β≤0.7，选用差压为：4－16KPa；一般对于液体：0.2≤β≤0.75，选用差压为：16－40KPa；一般对于蒸汽：0.2≤β≤0.75，选用差压为：40－100KPa。对于孔板的刻度流量为：刻度流量＝（10/7）X正常流量。综上所述，只要在孔板的计算时，通过适当的调整刻度流量和选用差压，保证计算的孔径比β(d/D)范围为：0.2≤β≤0.5，且与管道专业协商上游安装阻力元件的形式和方法（单一管件且简单的安装方式），就可以将同心锐孔板直管段按照上游20D下游10D来确定，从而简化节流装置直管段的确定。
因此为保证同心锐孔板孔板上下游直管段的安装长度，就需要设计专业之间、施工单位通力协作、密切配合。在设计过程中，应根据上下游阻力元件的形式及安装方式和计算孔板的孔径比β，以及所采用的孔板上下游直管段安装规范（我公司采用中石化标准SH/T3104－2006）或专利商推荐的上下游直管段安装要求，确定上下游直管段的长度，并委托管道专业设计。施工单位除按图纸严格施工外，在上游阻力元件形式及安装方式比较复杂的情况下，应密切与自控专业的现场施工人员协商，确定直管段长度，以免在施工验收检查时造成返工。
三、结束语
尽管随着自动化流量检测元件的不断发展，以及电子产品技术的不断进步和提高，各种流量检测元件呈现多样化。但标准节流元件仍是目前石油化工装置中普遍应用的流量检测元件，因此严格要求节流装置的安装直管段，尽量提高其使用精度，为装置平稳安全运行，提供可靠的依据。
参考文献：
1. 陆德民，石油化工自动控制设计手册，化学工业出版社，2000
2. SH/T3104-2000《石油化工仪表安装设计规范》；
3.   GB/T2624-2006
4.   独山子炼油厂UOP工艺包文件