節流裝置安裝上下游直管段的討論
馬廣明
摘要：法蘭取壓同心銳孔板作為一種典型的節流裝置，在石油化工裝置中普遍使用。本文介紹了法蘭取壓同心銳孔板在現場實際安裝過程中對直管段的要求，以及簡化確定直管段的方法
關鍵詞：節流裝置、直管段
一、概述
     節流裝置與差壓變送器配套測量流體流量仍是目前石油化工生產中過程控制及裝置考核計量應用最為廣泛的流量測量方法。法蘭取壓同心銳孔板歷史悠久，經過長期的實踐檢驗，成為標準孔板，已制定國家標準《用安裝在圓形截面管道中的差壓裝置測量滿管流體流量  第2部分：孔板》GB/T2624-2006，該標準規定的主要技術要求和技術數據與國際標準ISO5167-2003基本一致。
     同心銳孔板一經計算、再經制造廠的精細機械加工制造確定后，其基本誤差（±0.5％～±1.5％）就已確定，為保證其在運行工況下的精度，同心銳孔板的安裝就成為“重中之重”，同心銳孔板本身的安裝（同心度、垂直度等）在同心銳孔板制造出廠時已由供應商保證，因此同心銳孔板運行精度的保障主要取決于現場與工藝管道的連接（同心度、垂直度等）以及上下游直管段的長度，上下游直管段的長度能否滿足標準及規范的要求，已成為非常關鍵的施工驗收要求。
八十年代設計的煉油裝置，由于管道專業一直秉承節流裝置安裝直管段前10D后5D的觀念，且自控專業在圖紙會簽中對節流裝置直管段的要求未按標準規范嚴格執行，致使裝置運行后，普遍反映流量儀表誤差較大。九十年代末期，由于大量采用引進技術（引進UOP技術的加氫裂化和連續重整、雪佛龍的加氫裂化、IFP的連續重整等），在引進技術專利商的工藝包文件中對節流裝置直管段均有明確的安裝長度要求，但由于沒有受到設計及施工部門的足夠重視，在開工前的專利商的開工檢查中，所提問題的60％均為與直管段相關的問題，整改起來非常麻煩。
二、標準規范的應用
下面根據中石化《石油化工儀表安裝設計規范》SH/T3104-2000、國家標準GB/T2624-2006以及專利商UOP對孔板安裝直管段的要求，就孔板在設計中直管段確定的方法及技巧，做一個論述，共大家參考。
 

⑴ SH/T3104-2000對孔板安裝上下游直管段要求：孔徑比0.2≤β≤0.8范圍內；a.在上游阻力元件為在不同平面上安裝的兩個或多個90°彎頭時直管段要求為：34(17)D～80(40)D；b.除以上情況外, 孔徑比0.2≤β≤0.5范圍內時直管段要求基本為≤20D；c. 孔徑比0.5≤β≤0.8范圍內；除上游阻力元件為單一且簡單安裝方式外直管段要求為： ≥20D；d,下游直管段統一為：≤8D。
⑵ GB/T2624-2006對孔板安裝上下游直管段要求：孔徑比0.4≤β≤0.75范圍內；a.在上游阻力元件為在不同平面上安裝的兩個90°彎頭、單個45°或同一平面上兩個45°彎頭、突然對稱收縮時直管段要求為：≥30(15)D；b.除以上情況外, 孔徑比0.2≤β≤0.5范圍內時直管段要求基本為≤20D；c. 孔徑比0.5≤β≤0.75范圍內；除上游阻力元件為單一且簡單安裝方式外直管段要求為： ≥20D；d,下游直管段統一為：≤4D。
⑶ UOP對孔板安裝上下游直管段要求：孔徑比β≤0.7范圍內,對于不同的管徑；a.在上游阻力元件為調節閥或切斷閥時和偏心漸擴管(或漸縮管)時直管段要求為：R（38D）；b.在上游阻力元件為不同平面內安裝的兩個90°彎頭或四通管件時直管段要求為：M(31D)；c. 在上游阻力元件為簡單安裝方式時直管段要求為：≤18D；d,下游直管段統一為：≤5D。
通過上述表中可以看出，同心銳孔板安裝上下游直管段的長度與孔徑比β和上下游阻流元件的形式、安裝方式有非常密切的關系。根據GB/T2624-2006和ISO5167-2003的制造標準要求，孔板計算的孔徑比β(d/D)允許范圍為：0.2≤β≤0.75，均能滿足設計精度的要求。選用差壓的模數為：1，1.6，2，2.5，4，6，8，10：一般對于氣體：0.2≤β≤0.7，選用差壓為：4－16KPa；一般對于液體：0.2≤β≤0.75，選用差壓為：16－40KPa；一般對于蒸汽：0.2≤β≤0.75，選用差壓為：40－100KPa。對于孔板的刻度流量為：刻度流量＝（10/7）X正常流量。綜上所述，只要在孔板的計算時，通過適當的調整刻度流量和選用差壓，保證計算的孔徑比β(d/D)范圍為：0.2≤β≤0.5，且與管道專業協商上游安裝阻力元件的形式和方法（單一管件且簡單的安裝方式），就可以將同心銳孔板直管段按照上游20D下游10D來確定，從而簡化節流裝置直管段的確定。
因此為保證同心銳孔板孔板上下游直管段的安裝長度，就需要設計專業之間、施工單位通力協作、密切配合。在設計過程中，應根據上下游阻力元件的形式及安裝方式和計算孔板的孔徑比β，以及所采用的孔板上下游直管段安裝規范（我公司采用中石化標準SH/T3104－2006）或專利商推薦的上下游直管段安裝要求，確定上下游直管段的長度，并委托管道專業設計。施工單位除按圖紙嚴格施工外，在上游阻力元件形式及安裝方式比較復雜的情況下，應密切與自控專業的現場施工人員協商，確定直管段長度，以免在施工驗收檢查時造成返工。
三、結束語
盡管隨著自動化流量檢測元件的不斷發展，以及電子產品技術的不斷進步和提高，各種流量檢測元件呈現多樣化。但標準節流元件仍是目前石油化工裝置中普遍應用的流量檢測元件，因此嚴格要求節流裝置的安裝直管段，盡量提高其使用精度，為裝置平穩安全運行，提供可靠的依據。
參考文獻：
1. 陸德民，石油化工自動控制設計手冊，化學工業出版社，2000
2. SH/T3104-2000《石油化工儀表安裝設計規范》；
3.   GB/T2624-2006
4.   獨山子煉油廠UOP工藝包文件