流量儀表在化工行業中的選型及應用策略

李煜

（大慶石化公司設備維修中心，黑龍江 大慶 163714）

在化工行業的生產運行過程中，流量儀表發揮著至關重要的作用。而在流量儀表的具體應用中，要想實現其應用效果的良好保障，科學的選型與合理的應用至關重要。因此，在具體的化工生產制造過程中，化工企業和相關的技術人員一定要根據實際情況、結合實際需求，對相應的流量儀表進行科學選擇，并通過合理的方式將其應用到化工生產中。通過這樣的方式，才可以讓流量儀表在化工行業中發揮出自身充分的作用與優勢，促進化工行業在當今時代中的良好經營與發展。

1 化工行業流量儀表主要分類及其特征

1.1 差壓式流量儀表

差壓式流量儀表在當今的化工行業中屬于一種類型和數量眾多的流量儀表，根據其節流裝置的不同形式，可將其分成若干種不同的流量儀表，比如，楔式流量儀表、平衡式流量儀表、流量噴嘴、文丘里管以及孔板等。這些流量儀表都具有同樣的測量原理，但是，在具體應用中，需按照實際的工況需求來進行流量儀表類型的合理選擇。差壓式流量儀表具有很強的適應性、廣闊的量程范圍、穩定的運行效果、非常低的故障率，基本無須維護。憑借著這些優勢，差壓式流量儀表在當今的化工行業中具有相當廣泛的應用范圍。但是，因為差壓式流量儀表并不具備足夠高的測量精度，所以在化工生產裝置中，通常借助此類儀表來進行精度要求不高的中間過程控制。而在進行蒸汽等容易受溫度、壓力變化所影響的流體流量測量中，則需要通過溫度壓強補償裝置的加設來確保測量效果。

1.2 渦街流量儀表

渦街流量儀表的可調整范圍非常寬，在多種工藝介質條件下的蒸汽、氣體和液體流量測量中都十分適用。但是，因為卡門旋渦的產生需要一定程度的速度條件，所以渦街流量儀表的零點切除點也很高。在具體的化工生產過程中，可借助渦街流量儀表來進行最小流量值受流體速度、雷諾數以及信噪比所限制的流量測量。但是，在具體的應用過程中，渦街流量儀表對于機械振動以及流體振蕩都十分敏感，如果其測量頻率范圍內有振動頻率進入，便很容易引發隨機性的測量錯誤，甚至是系統性的測量錯誤。

1.3 電磁流量儀表

電磁流量儀表是以電磁感應原理作為依據而研制的一種化工流量測量儀表，此類儀表在很多的導電液體流量測量中都十分適用，但是，在蒸汽或者是氣體流量測量中不適用。同時，電磁流量儀表也適用于油膩、骯臟的介質環境中，或者是應用在含有固體的液體和污水流量測量中。憑借著這些應用優勢，電磁流量儀表在當今的化工行業中也得到了廣泛的應用。

1.4 質量流量儀表

在化工行業的質量流量儀表中，最常用的是科里奧力質量流量儀表，該儀表在氣體和液體力量測量中十分適用，但在蒸汽流量測量中并不適用。具體應用中，該流量儀表不會被流體黏度變化所影響，所以在乳化劑以及泥漿等的流量測量中具有良好的應用優勢。在其密度允許范圍內，流體的密度變化也不會對其測量效果產生影響。同時，該流量儀表在單向以及雙向形式的流量測量中均適用，且其中的所有部件都不可動，不容易損壞。但是，由于質量流量儀表對于機械振動以及振蕩流都較為敏感，如果其自然頻率范圍內有振動頻率進入，便會引起隨機性的測量錯誤。

2 化工行業中的流量儀表選型

2.1 選型原則

在對化工行業中的流量儀表進行選型時，相關企業和技術人員應對以下幾個方面的原則做到足夠重視：（1）流量儀表應結合各種的工藝過程參數來進行選型，比如，最大工況和設計工況條件下的流體速度、狀態、溫度、密度、黏度、壓力等，且需要對其操作模式的具體變化以及非正常情況下的操作條件進行綜合考慮，比如，調試、開工以及緊急情況等的操作條件。（2）在流量儀表的具體選型中，化工企業還需要考慮是否在特殊工藝方面具有相應的要求，比如，介質內是否存在固體顆粒、是否有侵蝕和腐蝕情況等。（3）如果流量儀表需要安裝在化工管道內部，則需要對其材質與等級要求進行全面考慮，且應該使其壓損比工藝管道中的最大壓損允許值小。（4）具體選擇中，應確保流量儀表自身的測量精度、穩定性及其價格之間成正比關系，以此來實現性價比的良好控制。（5）為確保流量儀表的應用效果及其安全性，在具體選擇中，一定要對其安裝要求做到足夠重視，并根據安裝位置實際的振動情況以及流體流向等進行流量儀表的合理選型。

2.2 具體選型

（1）差壓式流量儀表的選型，選型中，主要應考慮節流元件的壓降最大允許要求以及測量介質所具有的物理特征。比如，在對高壓蒸汽進行測量時，可選擇噴嘴；在對較短的直管段進行流量測量時，可選擇平衡式流量儀表；在對壓降最大允許值較小的氣體流量進行測量時，可選擇文丘里管；在對具有較大黏度的液體流量進行測量時，可選擇楔式節流元件。

（2）渦街流量儀表的選型，選型中，化工企業與技術人員應注意以下幾點：第一，雷諾數需超過20000，40000以上更佳，且可測量流量值一定要比具體應用中的最小流量值低；第二，在濕蒸汽或濕氣體等的兩相流量測量時，不應選擇此類流量儀表；第三，在侵蝕性、蠟質或者很黏的介質中，不應該選擇此類流量儀表；第四，為使其在流量最小的工況下具有良好的可操作性，具體選型中，需要使其口徑比管道口徑小1～2個等級。

（3）電磁流量儀表的選型，選型中，化工企業和技術人員應注意以下幾點：第一，最小電導率應根據生產廠家的建議進行選擇，通常需控制在0.05～20μS/cm；第二，需要對襯里材料進行合理選擇，表1是電磁流量儀表中的幾種常見襯里材料及其選擇中需要注意的問題。第三，在對電極材料進行選擇的過程中，不僅需要對被測介質所具有的耐腐蝕性能進行全面考慮，同時，也應注意防止電極表面效應的產生。

表1 電磁流量儀表中的幾種常見襯里材料及其選擇中需要注意的問題

（4）質量流量儀表的選型，具體選型中，化工企業與技術人員應注意以下幾點：第一，因此類儀表的等級和口徑都有限制，若一臺不能滿足實際應用需求，可選擇兩臺或多臺；第二，此類流量儀表可用來進行化學劑注射，但此項應用一定要通過權威機構檢定；第三，此類流量儀表的流量管有很多材質，但是，若介質中存在鹵素，則不可選擇不銹鋼材質；第四，如果工況存在正常與非正常兩種，選型中一定要注重其壓降，且在具有腐蝕氣體的條件下不可應用，以免對流量儀表造成嚴重損壞；第五，此類流量儀表也可用來測量氣體流量，但具體應用中需咨詢其生產廠家，以此來確保其穩定性，尤其是密度較小的流體，其測量精度可能會受到影響；第六，在兩相流測量中，不應選擇此類流量儀表；第七，為防止儀表被腐蝕，在鹽霧或者是潮濕條件下，應對氣密形式的傳感器進行合理應用。

3 化工行業流量儀表的應用策略

3.1 差壓式流量儀表的應用策略

在差壓式流量儀表的具體應用中，化工企業與技術人員應注意以下幾個方面。

（1）因為不同節流元件對直管段具有不同的需求，所以在具體應用中，一定要根據實際需求來進行差壓式流量儀表的合理安裝與應用。

（2）在此類流量計的具體應用中，引壓管的安裝是一項重點內容，所以技術人員一定要根據實際情況進行引壓管的合理安裝。

（3）具體應用中，化工企業需對實際的生產工藝與氣候因素做到全面考慮，并通過液體密封、沖洗、保溫、隔膜密封以及伴熱等的方式做好流量計保護工作。

（4）對于角接取壓孔板以及口徑比較小的孔板，只可以將其應用在水平管線中，而其他形式的流量元件則可以應用到豎直管線中，如果介質是蒸汽或者是其他氣體，流體的流向需要從上到下，如果介質是液體，流體的流向則需要從下到上。

（5）對于水平管線上的壓力式流量儀表，應用時，應注意防止其下游取壓口位置被污染。

3.2 渦街流量儀表的應用策略

在通過渦街流量儀表進行化工行業的流量測量中，化工企業和相關技術人員需重視以下幾項內容。

（1）直管段的上下游要求通常為后5D前15D，特殊情況下需要根據生產廠家的要求來進行設置；法蘭過度位置或者是上游管道一定要保持光滑，且應該和管道平齊，不可出現毛刺現象。

（2）渦街流量儀表通常在橫管或者是豎管流量測量中比較適用，如果在橫管上安裝，則需要安裝在水平位置，以此來實現碎片與沉積物的減少；在對橫向管道中的氣體流量進行測量時，不可將該流量儀表安裝到最低點，以免出現冷凝現象，對測量結果造成不利影響；在對豎管中的流體進行流量測量時，其流體的流向應從下向上。

（3）在對液體流量進行測量時，需要讓液體在正常工況下將管道充滿。

（4）在非正常工況條件下，該流量儀表可測量凝結為液體的氣體，但此時需做好排液設施的設置，防止漩渦發生體被破壞。

（5）在渦街流量儀表安裝前，一定要做好管道清理工作。

3.3 電磁流量儀表的應用策略

在電磁流量儀表的具體應用中，為確保其應用效果，化工企業應注意以下幾點應用策略。

第一，此類流量儀表可以在直管流體測量要求的任何位置進行安裝，但是，要保障被測管道中的流體充滿管道。第二，應用中，電極軸向應保持水平，這樣才可以有效避免電極遭到污染和氣泡聚集所造成的測量信號丟失問題。第三，流量儀表的接地環一定要嚴格按照生產廠家的實際要求來進行安裝。第四，流量儀表不可和金屬支撐等的大導體表面臨近。第五，在選擇PTFE襯里的情況下，需要嚴格根據生產廠家的要求將工藝連接螺栓擰緊。第六，為確保測量效果，并避免襯管被損壞，不可應用金屬纏繞形式的墊片和石墨墊片。第七，如果被測液體中有氣體存在，此類流量儀表需要在豎直管道上設置，且最低流速應控制在0.3～0.5m/sec；最高流速應控制在3.5m/sec以內。

3.4 質量流量儀表的應用策略

在質量流量儀的具體應用中，化工企業與技術人員需做好以下幾項應用策略的控制。

（1）該流量計可在任何位置進行安裝，但是，應以自動排放形式的安裝為主，讓測量管中的流體可實現自動排放。

（2）科里奧力質量流量儀表并不具備直管段的要求。

（3）具體應用中需做好相應的支撐設置，以此來避免振動對測量結果的不利影響，尤其是在進行貿易計量的過程中，更應做好振動等應力的消除，為達到這一效果，可通過波紋管來消除其應力。

（4）具體應用中，不可將過程連接用作流量儀表的支撐，且需要單獨進行流量儀表閥門和旁路的設置。

（5）如果將質量流量儀表用來進行脈動情況的測量，則不可將脈動阻尼器以及壓力表等應用其中。

4 結語

綜上所述，在對流量儀表進行選擇和應用的過程中，化工企業與相關技術人員一定要對流量儀表的主要種類及其特征做到全面了解，按照相關原則進行流量儀表的合理選型，并通過科學合理的措施將其應用到化工生產中。通過這樣的方式，才可以發揮出流量儀表的應用優勢，確保其測量效果，滿足實際的化工生產需求，促進化工行業在當今時代中的良好發展。