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(yuan)則與方法,并⛹🏻‍♀️對諸(zhū)如地下大口徑流(liú)量測量、小流量低(dī)壓瓦斯流🥵量測量(liang)以⭐及液化石油氣(qì)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(zhǒng)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(yǎng)化碳氣體、污水(包(bao)括含硫污水、含油(you)🌈污水、生活污水等(deng));在石化原料和産(chǎn)品方面,主要🚩有瓦(wa)斯(包括壓力小于(yu)0.1MPa的低壓瓦斯、高壓(ya)瓦斯)、石腦油、液化(hua)油、輕烴(丙烯、丁烯(xī)、丁🌐烷、丁二烯、戊烷(wan)等)汽油、柴油、煤油(you)、臘油💯、渣油。輸送流(liú)🈲體的管線粗🚶細🔱差(chà)别又很大(DN15~DN300)。流體的(de)物理性質(如溫⭐度(du)、壓力、密📧度粘度等(deng))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(bù)覆蓋上述各種情(qíng)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(liu)量儀表正确安裝(zhuang)、精♉心維🌈護的問題(ti)，但選型正确與否(fǒu)是至關重要的。
　　下(xia)面針對上述石化(hua)行業流量測量的(de)實際情況,并🏃結合(he)自己十幾年來在(zai)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(yuan)則和步驟
①石化行(hang)業首先要考慮儀(yí)表的防爆性能要(yao)滿足現場要求,不(bu)🐆僅要考慮流量計(ji)本身的防爆性能(neng)，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(qing)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(yā)🔴(針對🌍有些容易氣(qì)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(ju)上述兩點并結合(hé)以往使用中的經(jing)驗選擇技術指标(biāo)滿足工藝要求的(de)流量計🔞。
④性能、價格(gé)比。現在是市場經(jīng)濟,企業投資要考(kao)慮成本🌈。因🆚此,對流(liu)量計選型中不僅(jin)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(bú)要盲目提高測量(liàng)精度,精度的提高(gāo)需要靠投資的增(zēng)✔️加來滿足;第二是(shi)國産流量計✍️和進(jìn)口流量計的比較(jiao),要經過質量、壽✂️命(ming)、維護量投資等多(duo)方面的比較才能(néng)确定,絕不是有國(guó)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(shui)和循環水用量較(jiào)大,因此管徑較.粗(cu)📧(一般爲DN400~DN1000),而且在北(bei)方爲解決冬季防(fáng)凍問題,大多數管(guǎn)線埋于地下,對于(yu)老廠來講,舊管線(xian)多。針對這種情況(kuàng),我們解決的辦法(fa)是采用 外卡式超(chao)聲流量計 進行測(cè)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(yú)井下,甚至浸于水(shuǐ)中(浸人深度不超(chao)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(wǒ)們的經驗,每年檢(jiǎn)查一次換能器與(yǔ)管線結合情況(包(bao)括位置是否有移(yí)動,耦合劑是🈲否充(chōng)滿等)即可⭕滿足測(ce)量要求。
④從經濟性(xing)上講,它更适用于(yú)大口徑管線的流(liú)量測🐕量，因爲 超聲(shēng)流量計 的價格基(jī)本與口徑無關。從(cong)投資的角度與其(qí)它流量計相比,大(dà)口徑就更爲經濟(jì)。但它也有不足之(zhī)處,就是測量精度(dù)不是很高,一般爲(wei)+1.0%~+2.0%,就新水和循環水(shui)的測量來講,也足(zu)以滿足。再有從一(yī)次🌈性投資上,它與(yǔ) 電磁流量計 等相(xiàng)比，測量口徑應該(gai)在DN200以上才能體現(xiàn)出經濟性來。當然(rán)🏃🏻口徑大于DN500,那它的(de)經濟性就更明顯(xiǎn)了。我公司目前在(zài)🛀🏻新水和循✍️環水流(liu)量測量中,口徑在(zai)DN200以上的管線,基本(ben)上使用的都是超(chao)聲流量計,大.約有(you)30幾套。我們使用超(chao)聲流💋量計是從🔴1989年(nian)開始的。從十多年(nián)的使用經驗💁上看(kàn)，效果還是很好的(de),特别是随着單🛀🏻片(piàn)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(chà)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(yán)重的水管線，采用(yòng)超㊙️聲流量計測量(liàng)時,信号穩定性不(bu)好,建議采用 插人(rén)式電磁流量計 。
2.2小(xiao)流量瓦斯測t
　　石化(hua)行業中瓦斯氣體(tǐ)流量測量也是較(jiao)難解決的問題,特(tè)别是低壓、低流速(sù)瓦斯流量的測量(liang),原來我們采用 孔(kong)闆流量計 或 渦輪(lún)流量計 進行測量(liang),因流速低,影響測(ce)量精度,采用縮徑(jing)提高流速,但又受(shou)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(jin)3年的實.踐,使用效(xiao)果很好,儀🍓表⚽每年(nian)拆下标定,精度變(biàn)化不大。渦輪壓損(sǔn)小🏒、靈活,低流🈚速對(dui)它的使用壽命影(ying)響不大。對于🍓管徑(jìng)大于DN150的低流速瓦(wǎ)㊙️斯流量測量,采用(yong) 熱式氣體質量流(liu)量計 ,應用效果也(ye)較好。
2.3液化油及輕(qīng)烴流測量t
　　液化油(yóu)和輕烴(主要有丙(bing)烯、丁烯、丁二烯、戊(wu)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(jiàn)難以解決的問題(ti)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(jià)格比較貴的進口(kou)質量流量計也難(nán)以解決此問題,特(te)别是對于間斷輸(shū)🔞送的情況，更易産(chǎn)生氣化現象;第二(èr)是該類⭕液體自潤(run)滑性非常差,普通(tōng)的容積式儀表和(hé)禍輪流量計測量(liàng)該流體👈,軸與軸承(cheng)之間的磨損非常(chang)嚴重,造成✔️儀表壽(shou)命短,故障率高,維(wei)護難。在儀表選型(xing)上,80年代質量流⁉️量(liàng)計💛在國内不普及(ji)時,我們試用過 齒(chǐ)輪流量計 、羅茨流(liu)量計、國産石墨軸(zhóu)承的渦輪流量計(ji),使用效✉️果非常㊙️不(bu)㊙️好,平均故障時間(jiān)爲2個月,平均壽命(mìng)(主要是轉子和軸(zhou)承💘部分)爲半年。從(cóng)實踐經驗上看,采(cai)用渦輪流🌈量計不(bú)失爲測量液化油(you)和輕烴類流體一(yī)種比較經🐕濟實用(yòng)的♉方案,并且它測(cè)量這☁️類介質的壓(yā)損約是質量流量(liang)計的十分之一,節(jiē)能效果明顯。但選(xuǎn)型時必須注意所(suǒ)選渦輪⁉️流量計軸(zhou)和軸承的材質,最(zuì)好🥵是碳化鎢軸,人(ren)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(liàng)計還是優于渦輪(lún)流量計。再就是如(ru)何防止流體因低(dī)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(dà)分餾進料,多年來(lai)該表測量✊的累🌈計(ji)量總是比大分餾(liu)進料量大4%~6%。1999年,我們(men)對二催化出裝置(zhì)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(bao)合蒸汽壓,發現🌈實(shi)際工況不能滿足(zu)此飽和蒸汽壓要(yào)求✍️,部分液體☔氣化(huà)變成氣相,造成測(cè)量值比實際值🌐偏(piān)高。檢查工♈藝流程(chéng),發現液化油回流(liu)罐液位串級調節(jiē)回路中内環流量(liàng)調節閥在該流🚩量(liang)計前,爲了使回流(liu)罐液位相對穩定(ding),内環流量調節閥(fá)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(nián)🚶‍♀️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(jī)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(chéng)系統壓力下降,産(chǎn)生🈚氣化現象。解決(jué)辦法是😘在流量計(ji)後加自❗力式調節(jie)閥,以🌈保證流量計(ji)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(yóu)、柴油流測t
　　汽油、煤(méi)油、柴油三大油品(pin)是石化行業的主(zhǔ)要成品,它🌏的計量(liàng)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(liú)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(zhu)步進行了改造,DN100以(yi)下管線多采✊用質(zhi)量流✉️量計,與前者(zhe)相比具有❓不用測(cè)溫、測密度進行換(huan)算,直接得到質量(liàng)、流量，而且質量測(ce)量精度爲0.2%,DN150以上管(guǎn)線采用金屬刮闆(pǎn)流量計,與腰輪和(hé)齒輪流量計相比(bi)，雖然同🈲爲容積式(shì)儀表,但其體積小(xiao)、重量輕、測量精度(du)高(優♉于0.2%),而且故障(zhang)率低,在近3年使用(yong)🈲中，隻發生過兩次(ci)小的故障。
2.5蒸汽流(liú)量測量
　　目前我們(men)應用較多的還是(shi)标準孔闆測量元(yuán)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(fu)荷變化較大,因此(cǐ)改量程很不方📞便(bian),前幾⭐年試用過幾(jǐ)台 渦街流量計 ,但(dàn)由于企業都是過(guo)熱蒸汽,渦街的敏(mǐn)感元件長期受熱(re)老化得😄比較快,最(zuì)長的使用時間約(yue)爲1年,同時它的抗(kàng)震👣性不好,輸⁉️出脈(mò)沖時常亂跳,造成(chéng)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(xiào)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(pei)合流量變送器的(de)量程比,基本可以(yi)滿足冬季、夏季蒸(zhēng)🔅汽負荷變化的要(yào)求。
我們流量儀表(biǎo)的實際選型應用(yong)情況列于表1。

注:流量計總台數(shu)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(zao)成的。如前所✨述,我(wǒ)💋們目前正在分批(pī)、分期的加以更新(xin)改造,以滿足企業(yè)☂️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(piàn)機技術已經廣泛(fan)應用于二次顯示(shì)累計儀表,這😄爲二(er)次儀表功能的擴(kuò)展提供了一個開(kāi)放性開發平台,硬(ying)🙇‍♀️件已趨成熟,關鍵(jiàn)在于軟件的開發(fa)。
　　過去常規的二次(cì)顯示累計儀表,隻(zhi)能顯示瞬時流量(liàng)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(dà),便于将-些補償運(yun)算的表格放于其(qi)中。所以筆者認爲(wèi),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(wēn)度、壓力、密度補償(cháng)公式或表格,開發(fā)出通用的軟件,并(bìng)便其模塊化，裝人(ren)🏃🏻‍♂️二次儀表軟件中(zhong)，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(ying)件的情況下,提高(gāo)流量計的測量🍉精(jing)✊度。 　
4結束語
　　綜上所(suo)述,不難看出，流量(liang)計選型是一項技(ji)術性、實用性、責任(ren)性強的工作,要做(zuò)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(shǎo)繳“學費”;第二就是(shi)對各種流量計的(de)測量原理有透徹(chè)了解,同時還要掌(zhǎng)握各廠家的産品(pin)質量的最新動态(tài),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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