淺析流量儀表在石化行業中的合理選型及應用

黨學坤

摘 要：近年來，隨著流量測量技術和自動化儀表的研究、開發不斷深入，流量儀表在石化工業生產和計量過程中發揮著非常重要的作用。為了提高石化行業流量儀表測量的精度和速度，以幾種常用的典型流量儀表為研究對象，深入探討了其在石化行業中的合理選型、使用特點和具體應用，從而為石化行業流量儀表科學選型和正確使用提供參考。

關鍵詞：石化行業；流量儀表；測量工作；計量標準

中圖分類號：TH814 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2017.03.160

流量是石化工業控制過程中涉及到的重要參數，每一種流量測量方法和儀表只能適應某一種或某一類流體在特定條件下的測量。為了保證流量測量儀表在石化行業中測量工作的準確性，把握流量儀表的使用特點和選型標準是石化企業流量測量相關技術人員的重要工作之一。

1 流量儀表合理選型的標準及使用特性

通常情況下，流量儀表要想滿足石化工業生產過程和計量工作的要求，就需要依據現場工況條件揚長避短，依照相關標準合理選擇。

1.1 流量儀表的合理選型標準

石化行業涉及的流量是一個變化的動態量，受黏性摩擦作用和二次流、不穩定旋渦現象的影響，石化工業中流量指標的測量會受到諸多復雜因素的影響。在具體的選型工作中，要遵循以下標準：①滿足工藝對壓力損失的要求。計算通過流量儀表后的壓力損失值是否在生產工藝要求的范圍內。當然壓力損失值越小，系統能量損失越小，越有利于系統節能。②考慮測量的流體特征參數。選型時，要考慮不同流體本身的成分、密度、黏度和壓縮性，以及這些參數的變化情況。③考慮儀表的精確度。根據工藝要求確定儀表的精確度，合理配置測量元件、一次儀表和二次儀表，滿足測量精度的要求即可，最大可能節約成本。④考慮儀表能否滿足現場的安裝要求。要想準確測量流量，直管段長度必須達到要求，而且還要考慮滿足耐壓、耐溫、抗振動和安全防護的問題。⑤考慮儀表工作環境條件。在選型時，要考慮流量儀表的日常檢修是否方便，環境溫度、濕度、電磁場的干擾問題，以及年度大修和更換是否方便等。

1.2 常用流量儀表的特性

因為測量的內容和對象不同，每種流量儀表的使用特性和適應場所也有所不同，所以，要合理選擇適應工況要求的流量儀表。

1.2.1 差壓式流量儀表

這種流量儀表結構簡單，經久耐用，價格也比較低廉，適合測量多數的液體和氣體介質，但不適用于測量容易結晶、黏度比較大、腐蝕性強的流體物質。

1.2.2 浮子流量計

這類流量儀表結構簡單，由自下向上逐漸增大的垂直錐形管和上下移動的浮子組構成。被測流體自下而上經過流量計推動浮子達到平衡狀態時，浮子的位置與通過流量計的體積流量有一定的比例關系。它適用于小流量、小管徑的流體測量。

1.2.3 電磁流量計

電磁流量計是基于電磁技術的流量儀表，適用于測量腐蝕性比較強的液體介質。因其壓力損失小，耐壓性能比較強，受液體黏度、壓力和密度的影響比較小，所以，不容易堵塞管道。但是，它的不足之處是不宜測量含蒸汽和氣泡的氣體類介質，也不宜測定電導率比較低的液體。電磁流量計對振動、電磁干擾非常敏感，因此，它不適用于高溫環境的測量工作中。

1.2.4 超聲波流量計

超聲波流量計是基于超聲波技術的流量儀表。對于不能直接接觸或者大管徑流量的測量，可采用超聲波流量計。因為超聲波流量計現場維護量小，所以，在石化行業中的普及度越來越高。

1.2.5 質量流量計

質量流量計主要有科里奧利質量流量計和熱式質量流量計，這是近年來引進的一類新型流量儀表。其最顯著的特點是測量精度高，在流量儀表中所占的比例越來越大，在貿易計量領域的應用越來越廣泛。

2 流量儀表的應用實例

以延長石油集團公司定邊油氣田工藝生產中的凝析油處理系統流量計選型為例，其工況參數為：流量測定的介質為凝析油；黏度為0.88 cp；管道為2”-GC-20103-02；正常流量為0.516 m3/h，最大流量為2.5 m3/h；承受的工作壓力為4 700～6 700 kPa，承受的最大壓力為7 400 kPa；工作溫度范圍為40～66 ℃。

根據工況參數，對流量儀表選型分析如下：①管道介質為凝析油，工況參數中介質的正常流量值很小，可以排除小流量反應遲鈍或者存在小流量死區的流量計。從流量計的類型考慮，不應選取渦輪式流量計、旋渦式流量計、超聲波流量計、科里奧利質量流量計和熱式質量流量計等。②從流體介質的導電性考慮，因為凝析油不具有導電性，所以，不宜選用電磁流量計。③根據相關分析可知，差壓式流量計、浮子式流量計、容積式流量計可以滿足上述要求。按照現場儀表的安裝方式，差壓式流量計的取壓元件前后均要求有較大的直管段（前后直管段之和達到管徑的15倍以上），對安裝空間要求苛刻，不作為首選的流量儀表。④從滿足測量精度方面考慮，可選的是浮子式流量計和容積式流量計，它們都能達到工藝要求，二者比較，浮子式流量計的測量精度稍差，但其價格比容積式流量計低許多。綜合考慮技術經濟性，浮子式流量計更適合本方案流量的測量。⑤浮子式流量計適用于小管徑，而且其具有小流量和低流速的特點，現場安裝需要的空間比較小，因此，最終選取浮子式流量計。

3 結束語

綜上所述，隨著測量技術的發展，新型的流量儀表不斷出現，石化行業儀表專業技術人員要全面分析影響流量儀表選型的各個因素，掌握每種流量儀表的使用特點，綜合選用最適宜現場工況的流量儀表，充分發揮其使用價值。

參考文獻

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〔編輯：白潔〕