石油化工工程中儀表的選型方法及要點分析

韓長城

（大慶石化公司物資供應中心，黑龍江大慶 163000）

1 常見化工儀表及其選型方法

1.1 溫度儀表

化工生產過程中，溫度儀表以攝氏度為計量單位，并且溫度數值可以直接讀取。在對溫度儀表進行使用時，應注意溫度的測量范圍，通常來說在溫度儀表量程內的50%～70%為宜，最大測量高溫不應大于溫度儀表量程的90%。此外，若是多個測量元件共用同一個顯示表，應確保溫度條件在溫度儀表量程的20%～90%內，對于個別特殊的測量點，其使用溫度能低至儀表量程的10%。溫度儀表具體可劃分為就地溫度儀表與集中檢測溫度儀表兩種類型，它們在適用范圍與測量精度方面都有所區別。

1.1.1 就地溫度儀表

就地溫度儀表的使用應事先明確需測量的溫度范圍、檢測環境、工作壓力等，對這些因素應綜合考慮，進而選擇合適型號的就地溫度儀表。就地溫度儀表主要包括以下4 類。

（1）帶外保護套管雙金屬溫度計。在化工生產過程中，帶外保護套管雙金屬溫度計是應用最為廣泛的溫度儀表，其測量范圍為-80～500 ℃。通常情況下，帶外保護套管雙金屬溫度計刻度盤直徑規格為100 mm，特殊情況下也可選用直徑150 mm 的溫度計，例如溫度計安裝位置較高、觀察距離較遠、照明條件不理想等情況下，選擇直徑為150 mm 的溫度計為宜。

（2）電接點雙金屬溫度計。這種溫度計是在需要進行位式控制，以及發出相應報警要求下應選用的溫度儀表。電接點雙金屬溫度計儀表，其外殼與保護套管在連接方式的選擇方面，應遵循便于觀察的原則，可選擇軸向式、徑向式以及萬向式等。

（3）玻璃夜體溫度計。這種溫度計主要適用于對于測量精度要求高、測量環境穩定且又便于觀察的測量條件，其可測量的溫度范圍為-80～1000 ℃，其使用條件除了需要確保滿足位式控制與報警要求之外，還應實現測量環境的恒溫控制。

（4）壓力式溫度計。壓力溫度計的適用條件下測量范圍為-80～500 ℃，當不能進行近距離測量，低溫測量出現振動，測量精度要求較高情況下，應考慮選用壓力式溫度計。

1.1.2 集中檢測溫度儀表

這是一種適用于以標準信號傳輸場合的，集成溫度測量功能的溫度變送器。集中檢測溫度儀表應根據需要檢測元件、保護套管的溫度測量的范圍、安裝場地環境等，綜合考慮選擇合適的型號。

1.2 壓力儀表

壓力儀表對于石化生產而言有著至關重要的作用。當前，較為常用的壓力儀表主要有液柱式、彈性式與活塞式3 種。在石化企業實際生產過程中，壓力測量對安全生產有著關鍵作用，所以，壓力測量儀器選擇的重要性越來越突出。通常情況下壓力儀表的測量上限約300 MPa。在壓力儀表的選擇方面，應根據壓力傳感器、變送器等相關設備的實際情況進行判斷、選擇，經常需要利用脈沖、高溫、結晶等介質使用原理來對相應條件下的壓力值進行測量，并得到相對準確的壓力值。

1.3 流量儀表

近年來，石化行業的快速發展使得石油生產企業數量不斷增加，其生產規模也在不斷擴大，也因此對于生產材料、成品等流量測量需求與要求也越來越高。由于流量儀表對于測量精度方面有著較高要求，因此在對流量儀表的選擇方面必須做到合理、精準。在流量測量過程中，流量與管道、流量與流體之間都有著十分密切的聯系。根據測量介質的不同，可將流量儀表活分為氣體、液體以及蒸汽流量儀表3 種類型。常見的液體流量測量一般選擇使用符合國際規范的標準節流裝置。在石化企業生產過程中，確保流量穩定性有著極其重要的意義，通過對流量儀表的有效使用，實現了對一定時間內流經界面介質體積的準確測量，進而確保對石化生產環節的有效監控。

1.4 物位儀表

物位儀表是石化生產過程中使用最為頻繁的儀表之一，其重要作用就是實現對液位的準確測量。測量結果深受被測量物質性狀影響，因此，所以在測量時需要物位儀表與浮力儀表配合使用。測量方法包括有電容式、激光式以及靜壓式等，通過對這些方法的配合使用可以實現對多種物質的測量。在物位儀表對液位和液面進行測量過程中，常用玻璃板液位計進行液位測量，但如果存在測量液位顏色較深或者黏稠度較高、對管壁造成粘染等現象，則不宜使用玻璃板液位計。

1.5 粒位測量儀表

粒位測量儀表的主要作用就是對石油化工生產過程中出現的顆粒狀、粉狀物質含量的測量，通過對粒位測量儀表的有效應用，準確測量生產過程中微粒含量，實現對生產過程的有效控制，同時也可用于對粉塵爆炸的預防。電容式粒位儀、旋漿式位開關以及重錘式粒位計等，是目前較為常用的粒位測量儀表。

1.6 過程分析儀表

相關規定要求，在進行過程分析儀選擇過程中，應事先對分析對象的特質、工藝流程、注意事項等進行深入的了解，此外還應對儀表性能及其使用的限制條件進行了解，尤其是要做好儀表使用前的取樣及預處理準備措施，確保測量數據的準確性。

2 石油化工儀表優點及不足

2.1 石油化工工程中儀表優點分析

科技的快速發展，促進了信息化技術在石化生產過程中的廣泛應用，有效地彌補了傳統工藝的缺陷，大大提升了石化生產過程中儀表的使用水平。石化生產過程中，儀表技術的應用使得生產效率得到了大幅提升。由于儀表技術具備較強的開放性，因此使得生產管理的過程變得更加的方便、高效。同時，化工儀表的應用能夠對較大程度地降低人、財、物的支出、消耗，并且隨著自動化技術的不斷應用與提升，儀表技術在石化生產過程中的應用將逐漸的向智能化發展?？梢姡瘍x表的應用，能夠大幅降低生產成本，促進企業經濟效益的有效提升。

2.2 石油化工工程中儀表應用的不足

照明、散熱等是石化工程儀表中的常見問題及隱患。石化儀表大多屬于電氣類儀表，因此化工儀表也存在諸多電氣類設備上的使用隱患，其最為明顯的則是儀表的供電問題。目前，我國的石化生產儀表電通常采用220 VAC 與24 VDC 兩種級別的電壓，其中220 V 交流電壓應用最為普遍。220 VAC 交流電源由UPS來供電，通過低壓斷路器控制系統的應用將各種分支、回路轉化為24 VDC 等級別的的電源，滿足相應儀表的電力負荷要求。

3 石油化工流量儀表選型要點

從實際工作來看，流量儀表作為石油化工行業中一項重要設備，為了有效保證生產高效地開展，在選型上應當要注意以下3 個要點。

第一，儀表使用環境。出于確保流量儀表得以正常工作，石油化工企業在其選型上必須要充分考慮好使用環節溫濕度、光照、電磁以及燃爆性等環節情況，隨后據此進行選擇。比如使用環境為易燃易爆時，流量儀表應盡量選擇防爆性能較好的型號。

第二，流量儀表功能。石油化工企業在流量儀表選型上首先要結合被測物質的性質及測量要求進行選擇合適的儀表類型。

第三，被測物質性質。石油化工企業在流量儀表選型上還必須充分考慮好被測物質諸如密度、腐蝕性、溫度等性質，這樣既有助于保證測量結果準確性，同時又可以起到防止對儀表及物質造成損壞或污染的作用。

4 提高石油化工儀表使用安全性的建議

經分析可知，石化工程儀表的使用隱患大多來自于儀表的供電問題，因此，為了確保石化工程儀表供電系統運行的安全、可靠，必須充分做好對電源運作系統及其相關的設計優化、運行調試以及管理維護工作，積極采取有效措施進行安全防護，避免出現安全事故，確保石化生產過程的安全、穩定。

（1）提高總電源及其線路安全、可靠水平。對于石化儀表供電系統而言，要確保和提升其運行過程的安全性與可靠性，必須擁有一個安全、可靠的總電源作為基礎。因此，石油化工企業在生產過程中應選用性能穩定、質量過硬，并且標準在10 kV·A以上的市電電源，為生產過程中各種儀表提供電力保障。

（2）對電氣儀表的供電系統進行優化。DCS 分散控制系統、SIS 安全儀表監控系統與PLC 系統，是石化自動化、智能化生產的核心系統，這些生產控制系統對于供電的安全、可靠有著較高要求，必須對相關儀表的供電系統的安全性能予以足夠重視，通過優化電氣儀表的供電系統，為生產過程的有效控制提供安全的電力保障。

（3）對直流供電儀表的冗余電源進行優化配置。為保障直流儀表供電系統較高的穩定性與安全性，應采取并聯供電的方式進行供電。通過利用兩臺不同電源的24 VDC 直流穩壓電源，以并聯的方式對儀表進行供電。同時在每個直流電源的正極輸出端口配置一個較大功率的二極管，用于區分兩個不同電源，實現更好的安全管理。