摘要：結合作者多(duo)年從事石化行業(yè)流量儀表 應用的(de)實踐，闡述了流量(liang)計選型的基本原(yuán)則與方法👅,并對諸(zhū)如地下大口徑流(liu)量測量、小流量低(di)壓瓦斯流量測🥵量(liàng)以及液㊙️化石📐油氣(qi)的流量測量等難(nán)以解決的問題,提(tí)出了較爲實用的(de)選型技術。
0引言
　　石(shí)化行業流體的種(zhong)類較多,主要有蒸(zheng)汽、新鮮水、軟化水(shuǐ)、風(淨化風、非淨化(hua)風)、氫氣、氮氣、二氧(yang)化碳氣體、污水(包(bao)括含硫⭐污水、含油(yóu)污水、生活污水等(děng));在石化原料和産(chan)品方面,主要有瓦(wa)斯(包括壓力小于(yú)0.1MPa的低壓瓦斯、高壓(yā)瓦斯)、石腦油、液化(hua)油、輕烴(丙烯、丁烯(xi)、丁♈烷、丁二烯、戊烷(wan)等)汽油、柴🔞油、煤油(you)、臘油、渣油。輸送流(liu)🔴體的管線粗細👨‍❤️‍👨差(cha)别又很大(DN15~DN300)。流體的(de)物理性質(如溫度(dù)、壓力、密度粘度等(děng))和化學性質(如腐(fǔ)蝕性)差異也很大(dà)，同時流量範圍♈波(bō)動較大。沒有哪--種(zhong)流量計能夠全部(bu)覆蓋上述各種情(qing)況。根據經驗,要實(shí)現😍流量的準确和(he)可靠的測量,流量(liang)儀表的選型👣即是(shì)第--關，也是最重要(yào)的--關。當然,還有🌈流(liú)量儀表正确安裝(zhuang)、精🐕心維護的問題(tí)，但選型正确與否(fǒu)是至關重要的。
　　下(xia)面針對上述石化(huà)行業流量測量的(de)實際情況,并結合(hé)自己十幾年來在(zài)流量儀表選型應(ying)用中的經驗和🏃🏻教(jiāo)訓,談談個人看法(fa)。
1流量儀表選型原(yuán)則和步驟
①石化行(háng)業首先要考慮儀(yí)表的防爆性能要(yao)滿足現場要求🧑🏾‍🤝‍🧑🏼,不(bú)僅要考慮流量計(jì)本身的防爆性能(néng)，還要❓從整個測量(liang)系統進行考慮。這(zhe)是關系到安全使(shǐ)用的重大😘問題,萬(wan)萬不可忽視。
②摸清(qīng)被測流體的工藝(yi)條件,包括:流量範(fàn)圍(最大正常、最🔆小(xiao));允許壓力損失;操(cāo)作溫度、壓力、密度(du)、粘度、飽和蒸汽壓(ya)(針對有些容易氣(qi)化的液體);腐蝕性(xing);含雜質情況⁉️;工藝(yì)對🔴測量不确定度(dù)的要求。
③流量儀表(biao)的技術選型。根據(jù)上述兩點并結合(he)以往使用中的🌈經(jing)驗選擇技術指标(biao)滿足工藝要求的(de)流量計。
④性能、價格(ge)比。現在是市場經(jing)濟,企業投資要考(kao)慮成本。因🔱此,對流(liu)量計選型中不僅(jǐn)要考慮技術上的(de)适用性,同時要考(kao)慮投資的📐經濟性(xìng)。在滿足技術要求(qiu)㊙️的前提👅下,首先💔不(bu)要盲目提高測量(liang)精度,精度的提高(gao)需要靠🏃‍♂️投資的增(zēng)加來滿足;第二是(shì)國産流量計和進(jin)口流量☂️計的比較(jiao),要經過質量、壽命(ming)、維護量投資等多(duō)方面的比較才能(néng)确定,絕不是有國(guo)産的就不用進口(kou)的那麽簡單,有🧡些(xiē)情況用國産的并(bing)不一🚶定就節約投(tóu)資。
2石化行業實例(li)
2.1水的大流量測量(liàng)
　　石化行業中新水(shuǐ)和循環水用量較(jiao)大,因此管徑較.粗(cu)(一般爲DN400~DN1000),而且在北(běi)方爲解決冬季防(fang)凍問題,大多數管(guǎn)🌏線埋于地下,對于(yú)老廠來講,舊管線(xian)多。針對這種情況(kuang),我們解決的辦法(fǎ)是采用 外卡式超(chāo)聲流量計 進行測(ce)量。它的優點是:
①安(an)裝方便,不用切斷(duan)管線,在不停産斷(duan)流的情況下既可(kě)安裝。
②換能器位于(yu)井下,甚至浸于水(shuǐ)中(浸人深度不超(chāo)過3m)也能正常工作(zuo),這是其它多數流(liu)量計無法相比的(de)。.
③維護量小。根據我(wo)們的經驗,每年檢(jian)查一次換能器💔與(yǔ)✍️管👣線結合情況(包(bāo)括位置是否有移(yi)動,耦合劑是否充(chong)滿等)即可滿足👈測(cè)量要求。
④從經濟性(xìng)上講,它更适用于(yu)大口徑管線的流(liu)量測量，因爲 超聲(sheng)流量計 的價格基(ji)本與口徑無關。從(cong)投資的角度與其(qí)它流量計相比👣,大(da)口徑就更爲經濟(jì)。但它也有不足之(zhi)處,就是測量🐕精度(du)不是🈲很高,一般爲(wei)+1.0%~+2.0%,就新水和循環水(shuǐ)的測量來講,也足(zú)以滿足。再有從一(yi)次性投資上,它與(yu) 電磁流量計 等相(xiang)比，測量口徑應該(gāi)在DN200以上才能體現(xiàn)出經濟性來😄。當然(ran)口徑大于DN500,那它的(de)經濟性就更明顯(xian)了。我公司目前在(zai)新水和循環水流(liu)量測量中,口徑在(zai)DN200以上的管線,基本(běn)上使用的都是超(chao)聲流量計,大.約有(yǒu)30幾套。我們使用超(chāo)聲流♋量計是從🤞1989年(nián)開始的👄。從十多年(nian)✉️的使用經驗🙇🏻上看(kan)，效果還是很好的(de),特别是随着單片(pian)機技術在超聲流(liú)量計變送器中的(de)應用,現在可🔞以采(cai)用直✂️接測量時差(cha)結果來測量🚶,大大(dà)提高了測⛱️量💰精度(dù)和測量的穩👈定性(xing)。
⑤對于結垢嚴重或(huo)管線外皮腐蝕嚴(yan)重的水管線，采⛷️用(yong)超聲流量計測量(liang)時,信号穩定性不(bú)好,建議采用 插人(ren)式電磁流量計 。
2.2小(xiao)流量瓦斯測t
　　石化(huà)行業中瓦斯氣體(ti)流量測量也是較(jiao)難解決的問題,特(tè)别💯是低壓、低流速(su)瓦斯流量的測量(liang),原來我們采用 孔(kǒng)闆流量計 或 渦輪(lún)流量計 進行測量(liang),因流速低,影響測(cè)量精度,采用縮徑(jing)提高流速🎯,但又受(shòu)壓損限制。後來采(cai)用 氣體渦輪流量(liàng)計 進行測量,并配(pèi)壓力補償,經過近(jìn)3年的實.踐,使用效(xiao)果很好,儀表🔱每年(nian)拆下标定,精度變(bian)化不大。渦輪壓損(sun)小、靈活🈲,低流速對(duì)它的使用壽命影(yǐng)響不大。對于管徑(jìng)大于DN150的低🏒流速瓦(wa)斯流量測量,采用(yòng) 熱式氣體質量流(liú)量計 ,應用效果也(yě)較好。
2.3液化油及輕(qīng)烴流測量t
　　液化油(you)和輕烴(主要有丙(bing)烯、丁烯、丁二烯、戊(wù)烷)的流⭕量測量，要(yào)想做到高精度(體(tǐ)積+0.5%)也是比較難的(de)。孔闆測量肯定達(da)不到的。這裏關鍵(jian)難以解決的問題(tí)有兩點,首先是這(zhè)類流體的氣化問(wèn)題,它造成流體氣(qi)、液兩相,就🌈是用價(jia)格比較貴的進口(kǒu)質量流量計也難(nán)以解決此💁問題,特(te)别是對于間斷輸(shu)🧡送的情況，更⛱️易産(chǎn)生氣化現象;第二(èr)是該類液體自潤(rùn)滑性非常差,普通(tong)的容積式儀表和(hé)禍輪流量計測量(liang)該流體,軸與軸承(cheng)之間的磨💁損非常(cháng)嚴重,造成儀表壽(shòu)命短,故障率高🏃‍♀️,維(wéi)護難。在儀表選型(xing)上,80年代質量流量(liang)計在國内不普及(ji)時,我們試用過 齒(chi)輪流量計 、羅茨流(liu)量計、國産石墨軸(zhou)承的渦輪流量計(jì),使用效果⛷️非📞常不(bú)好,平均故障時間(jian)爲2個月,平均壽命(ming)(主要是轉子和🏃軸(zhóu)承部分🌈)爲半💘年。從(cóng)實踐經驗上看,采(cǎi)用渦輪流量計不(bú)失爲測量液化油(you)和輕烴類流體一(yi)🧑🏽‍🤝‍🧑🏻種比較經濟實用(yong)的方案,并且它測(cè)量這類介質的壓(ya)損約是質🥰量流量(liang)計的十分之一,節(jie)能效果明顯。但選(xuan)型時必須注意所(suǒ)選渦輪♍流量計軸(zhou)和軸承的材質,最(zui)好是碳化鎢軸,人(rén)造寶石軸承,能确(que)保其耐磨性。如果(guo)經濟條件允許,目(mù)前采用質量流量(liang)計還是優于渦輪(lun)流量計。再就是如(rú)何防止流體因低(di)于飽合蒸汽壓而(ér)産🧑🏾‍🤝‍🧑🏼生氣化⭕的問題(ti),此問題也是不容(rong)忽視的。
　　二催化産(chǎn)液化油直接送大(da)分餾進料,多年來(lái)該表測量的累計(jì)量總是比大分餾(liú)進料量大4%~6%。1999年,我們(men)對二催🚩化出✏️裝置(zhi)流量計處的液體(tǐ)壓力和溫度進行(hang)實地測量,然後再(zai)計算該流體的飽(bǎo)合蒸汽壓,發現實(shi)際工況不能滿足(zu)💁此飽和蒸汽壓要(yao)求,部分液體♈氣化(hua)變成氣相,造成測(cè)量🌈值比實際值偏(piān)高。檢查工🤩藝流程(cheng),發現液化油回流(liu)罐液位串級調節(jie)回🏃‍♂️路中内環流量(liàng)調節閥在該流🚩量(liàng)計前,爲👈了使回流(liu)罐液位相對穩定(dìng),内環流量調節閥(fa)頻繁開關,使得閥(fa)後壓力波動較大(da),并伴有氣蝕現👈象(xiàng),造成氣、液兩相。1999年(nian)♍4月份大修中,我們(men)将該表移至調節(jie)閥前,效果明顯，流(liú)量計測量正确,基(ji)本上與大分餾進(jin)料量相一緻。間斷(duan)送量也容易因收(shōu)方排空收油造成(cheng)系統壓力下降,産(chǎn)生氣化現象。解決(jue)辦法是在流❌量計(ji)後加自力式調節(jie)閥,以保證流量計(jì)背壓高于液體飽(bǎo)合蒸汽壓1.5~2倍,效果(guo)也很好。
2.4汽油煤油(you)、柴油流測t
　　汽油、煤(mei)油、柴油三大油品(pǐn)是石化行業的主(zhu)要成品,它的❗計量(liang)正🔴确與否直接影(ying)響到企業的經濟(ji)效益。原來采用的(de)是腰輪和齒輪流(liu)量計，測量精度低(di)(一般爲+0.5%),故障率較(jiao)高,而且🐪遠傳發📱信(xin)不可靠,近3年來,逐(zhú)步進行了改造,DN100以(yǐ)下管線多采用質(zhi)量流量計,與前⛷️者(zhe)相比具有不用測(ce)溫、測密度進行換(huàn)算,直接得到質量(liang)、流量，而且質量測(cè)量精度爲0.2%,DN150以上管(guan)線采用金🍉屬刮闆(pǎn)流量計,與🔴腰輪和(he)🥰齒輪流量計相比(bǐ)，雖然同爲容積式(shi)儀表,但其體積小(xiǎo)、重量輕、測量精度(dù)高(優于0.2%),而且故🌍障(zhàng)率低,在近3年使用(yòng)中，隻發生過兩次(ci)小的故障。
2.5蒸汽流(liu)量測量
　　目前我們(men)應用較多的還是(shì)标準孔闆測量元(yuan)件,它🏃的優🧑🏽‍🤝‍🧑🏻點是穩(wen)定性好、可靠性高(gāo),但範圍度(量程比(bi))太窄(3:1),在北方冬季(ji)和夏季的蒸汽負(fù)荷變化較大,因此(ci)改量程很不方便(bian),前幾✏️年試用過幾(ji)台 渦街流量計 ,但(dan)由于企業都是過(guò)熱蒸汽,渦街的敏(mǐn)感元件長期受熱(rè)老化得比較快,最(zuì)長的使用時間約(yue)爲1年,同時🏃🏻它的抗(kang)震性不好,輸出脈(mo)沖時常亂跳,造成(cheng)虛假測💚量值。2000年我(wo)們試用2台内😘藏文(wen)丘利節流元件，效(xiao)果較好,它的一-次(cì)測量元件的範圍(wei)❄️度可以達🙇‍♀️到1:8,再配(pèi)合流量變送器🐅的(de)量程比,基本可以(yi)滿足冬季、夏季蒸(zheng)⚽汽負荷變化的要(yao)求。
我們流量儀表(biao)的實際選型應用(yong)情況列于表1。

注:流量計總台數(shù)爲567台。其中孔闆、羅(luo)茨、齒輪等流量計(jì)應⭐用比例較大,是(shi)由于曆史原因造(zào)成的。如前所⭐述,我(wo)✉️們目前正在分批(pi)、分期的加以更新(xin)改造,以滿足企業(ye)計量管理的要求(qiú)。
3對流量計二次儀(yi)表發展方向的一(yī)些看法
　　目前單片(pian)機技術已經廣泛(fan)應用于二次顯示(shi)累計儀表💁,這爲二(er)次儀表功能的擴(kuo)展提供了一個開(kai)放性開發平台,硬(ying)件已趨成🎯熟,關鍵(jian)在于軟件的開發(fā)🐇。
　　過去常規的二次(cì)顯示累計儀表,隻(zhi)能顯示瞬時流🚩量(liang)和累💛計流量,運算(suan)也隻能是簡單的(de)加臧、乘、除,開方運(yun)✉️算。而單片機的應(yīng)用,使二次儀表變(biàn)成了1台計算機,可(ke)以進行比較複⭐雜(za)的運♈算。同時,它的(de)存儲量越來越大(da)🈲,便于将-些補償運(yùn)算的表格放于其(qí)中。所👉以筆者認爲(wei)💰,應該針對比較典(diǎn)型的流體,例如蒸(zhēng)汽✔️、各種油品、各種(zhong)氣體,根據國家或(huò)行業标準給出溫(wen)度、壓力、密度補償(chang)公式或表格,開發(fā)出通用的軟件,并(bing)💚便其模塊化，裝人(ren)🈲二次儀表軟件中(zhōng)🔴，同時将流量計的(de)标定曲線分段裝(zhuāng)人二次儀表軟件(jian)中,這樣就能充分(fen)發揮智能儀表的(de)功能,在不增加硬(yìng)件的情況下,提高(gao)流量計的測量精(jīng)度。 　
4結束語
　　綜上所(suǒ)述,不難看出，流量(liàng)計選型是一項技(jì)術性、實用性🐕、責任(ren)性強的工作,要做(zuo)好這項工作,主要(yào)把握住兩點,第一(yī)是對被測量對象(xiàng)的工況條件.物理(li)化學性質✏️、測盤能(neng)力要了解清楚💋,這(zhè)樣才能做到對症(zhèng)下藥，有的💰放矢,少(shao)繳“學費”;第二就是(shi)對各種流量計的(de)測量原理有透徹(che)了解,同時還要掌(zhǎng)握各廠家的❓産品(pǐn)質量的最新動态(tai),主要是可靠性和(he)穩定性。企業應用(yong)更講究流量計的(de)實用性。

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