孫晶

（中國(guó)石化工程建設(shè)有限公司，北京 100101）

石油化工行業(yè)流量?jī)x表的選型研究

Selection of the f ow meter in petrochemical industry

孫晶

（中國(guó)石化工程建設(shè)有限公司，北京 100101）

通過(guò)以石油化工行業(yè)流量?jī)x表選型工作的內(nèi)容為出發(fā)點(diǎn)，以差壓式流量?jī)x表、渦街流量計(jì)、電磁流量計(jì)和質(zhì)量流量計(jì)為例，分析了流量?jī)x表的特性與使用特點(diǎn)，并從儀表性能、被測(cè)流體的特性、安裝條件，工作運(yùn)行的環(huán)境條件和運(yùn)行需要的經(jīng)濟(jì)費(fèi)用等五個(gè)方面，探討了石油化工行業(yè)流量?jī)x表選型中的注意事項(xiàng)，以期為保障石油化工行業(yè)流量?jī)x表選型工作的質(zhì)量提供參考價(jià)值。

石油化工；流量?jī)x表選型；注意事項(xiàng)

石油化工行業(yè)不僅流體種類比較多，如軟化水、CO2、氣體、新鮮水、氫氣、氮?dú)?、蒸汽和污水等，而且不同流體在物理性質(zhì)（如粘度、密度、壓力和溫度等）及化學(xué)性質(zhì)（如腐蝕性）等方面的差異也比較大，并且波動(dòng)范圍比較廣。因此，為了保障流量測(cè)量的準(zhǔn)確性與可靠性，石油化工企業(yè)需要注重流量?jī)x表的選型工作。

1 流量?jī)x表選型工作的主要內(nèi)容

流量?jī)x表選型直接決定著儀表的成功應(yīng)用，但是因?yàn)槭艿奖粶y(cè)流體狀況復(fù)雜、儀表種類繁多既測(cè)量特點(diǎn)不同等因素的影響，使得儀表選型工作較為困難。因此，石油化工企業(yè)需要結(jié)合流量?jī)x表的特點(diǎn)與企業(yè)實(shí)際需求，選擇合適的流量?jī)x表。

流量?jī)x表選型工作的主要內(nèi)容包括如下方面：①仔細(xì)分析流體成分、黏度、密度壓縮率及其變化規(guī)律，掌握流體特性在不同濕度、壓力和溫度下的變化范圍；②按照計(jì)量級(jí)別確定流量?jī)x表準(zhǔn)確度，保證其可以準(zhǔn)確測(cè)量，同時(shí)要考慮儀表的重復(fù)性及范圍度以及壓力損失等性能；③流量?jī)x表維護(hù)更換的便利性，以及環(huán)境濕度、溫度與電磁干擾對(duì)流量?jī)x表使用后的影響與環(huán)境安全性能；④管道安裝狀況決定流體的流動(dòng)特性，而流體的流動(dòng)特性也會(huì)影響流量特性，所以要充分考慮管道布置方向，流體方向，上下游直管段的長(zhǎng)度及管道口徑，維修空間； ⑤全面衡量流量?jī)x表的質(zhì)量、使用年限、維護(hù)頻率和投資等因素，保證流量?jī)x表的高性價(jià)比。

2 流量?jī)x表的特性與使用特點(diǎn)

在流量?jī)x表選型工作中，石油化工企業(yè)需要明確流量測(cè)量?jī)?nèi)容和測(cè)量準(zhǔn)確度要求等問(wèn)題，并以此為選型依據(jù)，結(jié)合各類流量?jī)x表的特性與使用特點(diǎn)，選擇符合企業(yè)測(cè)量要求的流量?jī)x表。

2.1 差壓式流量?jī)x表的特性與使用特點(diǎn)

差壓式流量?jī)x表是由節(jié)流裝置、差壓變送器、流量顯示儀表三部分構(gòu)成，應(yīng)用范圍非常廣泛，適用于大部分氣體與液體介質(zhì)的測(cè)量，但是不適用粘度較大和容易結(jié)晶腐蝕的介質(zhì)測(cè)量。差壓式流量?jī)x表牢固耐用，易于進(jìn)行調(diào)試與維修，價(jià)格相對(duì)經(jīng)濟(jì)，但是其量程較小，測(cè)量的精度較低，現(xiàn)場(chǎng)安裝的條件要求較高，孔板和噴嘴等節(jié)流元件的壓力損失較大。

2.2 渦街流量計(jì)的特性與使用特點(diǎn)

渦街流量計(jì)是通過(guò)安放非流線型的漩渦發(fā)聲體，從而使流體可以在發(fā)生體的兩側(cè)分離時(shí)放出規(guī)則交錯(cuò)排列漩渦的流量?jī)x表。在雷諾數(shù)的范圍內(nèi)，漩渦分離頻率和管道流速成正比，可以通過(guò)儀器檢測(cè)出漩渦的頻率。渦街流量計(jì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且牢固，易于維護(hù)與安裝，測(cè)量精度較高且應(yīng)用的范圍較廣，對(duì)氣體和液體流量都可以進(jìn)行測(cè)量，其不足之處為需要的直管段較長(zhǎng)，不適用在低雷諾數(shù)時(shí)的測(cè)量，儀表系數(shù)相對(duì)較低，口徑越大越低，一般應(yīng)用于中小口徑（DN25~ 300 mm）。

2.3 電磁流量計(jì)的特性與使用特點(diǎn)

電磁流量計(jì)是遵循法拉第的電磁感應(yīng)定律所制，可以測(cè)量導(dǎo)電性液體的流量?jī)x表，其性能優(yōu)良，能有效完成臟污流和腐蝕流等方面的測(cè)量工作。電磁流量計(jì)的測(cè)量通道為光滑直管，不會(huì)出現(xiàn)堵塞問(wèn)題，適用于污水、紙漿和腐蝕性的流體，受壓力、黏度和密度等因素的影響較小，并且無(wú)壓損且節(jié)能效果極佳。電磁流量計(jì)的不足之處是無(wú)法測(cè)量石油制品等電導(dǎo)率較低液體，也不能測(cè)量氣體、蒸汽及含有氣泡的液體。對(duì)腐蝕、振動(dòng)與電磁干擾較為敏感，不適用于高溫度的測(cè)量環(huán)境。

2.4 科里奧利質(zhì)量流量計(jì)的特性與使用特點(diǎn)

該流量計(jì)是直接測(cè)量流體質(zhì)量流量的儀表，可測(cè)量各種非牛頓流體以及粘滯的和含微粒的漿液，其測(cè)量準(zhǔn)確度較高，而且測(cè)量值不受流體物性（密度、黏度）的影響。測(cè)量管振動(dòng)幅度較小，沒(méi)有上下游直管段方面的要求，缺點(diǎn)是無(wú)法測(cè)量低密度氣體的介質(zhì)，目前產(chǎn)品只限于中小口徑，產(chǎn)品重量與體積較大，安裝的價(jià)格較為昂貴。

3 流量?jī)x表選型中的注意事項(xiàng)

3.1 流量?jī)x表的性能

沒(méi)有任何一類儀表是完美的可以適用所有場(chǎng)合，所以選型時(shí)只能是針對(duì)測(cè)量對(duì)象及測(cè)量目的，有側(cè)重點(diǎn)的選擇。在流量?jī)x表選型前，設(shè)計(jì)人員需要選擇合適的測(cè)量方式，保證流量?jī)x表運(yùn)行時(shí)不會(huì)因?yàn)闄C(jī)械強(qiáng)度出現(xiàn)變化或者電氣回路出現(xiàn)故障而導(dǎo)致安全事故。同時(shí)，根據(jù)工藝參數(shù)，需要確定流量?jī)x表的量程范圍，過(guò)大或過(guò)小都不合適，如果量程范圍過(guò)小則容易出現(xiàn)過(guò)載情況而損壞儀表，如果量程范圍過(guò)大則容易影響測(cè)量準(zhǔn)確性。因此，設(shè)計(jì)人員需要合理選擇流量?jī)x表的刻度上限，一般為流量?jī)x表運(yùn)行時(shí)最大流量值的1.2倍左右。

3.2 被測(cè)流體的特性

不同流體在密度、黏度、電導(dǎo)率、聲速、壓力、溫度、結(jié)垢和化學(xué)腐蝕等方面的特性不同，所以在流量?jī)x表選型中需要依據(jù)流體物性參數(shù)，選用測(cè)量準(zhǔn)確和節(jié)能性強(qiáng)的儀表裝置，例如油漿測(cè)量中的流量?jī)x表為低雷諾數(shù)的黏性流，可以選用容積式流量計(jì)或者楔形流量計(jì)，而不能選用標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置。有些特殊的流體還會(huì)影響儀表的材質(zhì)。例如丁二烯裝置中，介質(zhì)BUTA是一種很容易聚合的物質(zhì)，因?yàn)榻橘|(zhì)本身一些特性要求安裝在管道上的檢測(cè)元件其接液部分不允許使用銅及銅合金，這些都需要設(shè)計(jì)人員注意。

同時(shí)，只有依據(jù)被測(cè)流體特性確定流量?jī)x表規(guī)格，才能確保流量?jī)x表的準(zhǔn)確度與使用壽命，如測(cè)量腐蝕性的介質(zhì)時(shí)，需要選用耐腐蝕的流量?jī)x表等；在進(jìn)行高溫高壓下的蒸汽測(cè)量時(shí)，需要選用可以抗高溫高壓的儀表等。因此，在流量?jī)x表選型中需要注意其靜壓與耐溫性。流量?jī)x表靜壓需要稍微大于被測(cè)介質(zhì)工作壓力，一般以1.25 倍為宜，確保流量?jī)x表不會(huì)出現(xiàn)泄漏或者意外。

3.3 儀表工作的環(huán)境條件

流量?jī)x表工作環(huán)境主要是指其安裝測(cè)量的環(huán)境，包括腐蝕、溫度、濕度、大氣壓、安全性、電氣干擾、振動(dòng)和光照等方面的條件，石油化工企業(yè)需要依據(jù)安裝環(huán)境選擇合適的流量?jī)x表。例如在濕熱地區(qū)進(jìn)行安裝測(cè)量時(shí)需要選用濕熱式的流量?jī)x表。如果將接觸式流量?jī)x表安裝于長(zhǎng)期運(yùn)行管道上，設(shè)計(jì)人員需要注意避免測(cè)量元件出現(xiàn)能量損失情況，保證測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確可靠?；ぱb置多易燃易爆場(chǎng)所，流量?jī)x表也多被用在危險(xiǎn)場(chǎng)所，所以流量?jī)x表選型中需要注重其防爆性，保證其可以順利完成流量測(cè)量工作。

3.4 儀表的安裝條件

不同的流量?jī)x表，根據(jù)其測(cè)量的原理不同， 對(duì)安裝的要求也有很大差異。差壓式、渦街式儀表需要長(zhǎng)的上下游直管段，直管段不夠，會(huì)影響測(cè)量的準(zhǔn)確度，而容積式儀表則無(wú)此要求。同時(shí)，為了確保流量?jī)x表的準(zhǔn)確性與使用壽命，選型時(shí)需要做好儀表防震工作，避免因振動(dòng)影響儀表測(cè)量的準(zhǔn)確性與可靠性。

3.5 儀表運(yùn)行時(shí)的經(jīng)濟(jì)費(fèi)用

流量?jī)x表運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)費(fèi)用主要為購(gòu)置費(fèi)、安裝費(fèi)、校驗(yàn)費(fèi)、運(yùn)行費(fèi)和維修費(fèi)等。在流量?jī)x表選型工作中需要考慮企業(yè)的實(shí)際情況和儀表的運(yùn)行成本，選擇檢定周期長(zhǎng)、故障率低和使用壽命長(zhǎng)的流量?jī)x表，從而實(shí)現(xiàn)企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的最大化。

4 結(jié)束語(yǔ)

總之，流量?jī)x表選型工作的專業(yè)性較強(qiáng)，既需要深厚的專業(yè)知識(shí)，又需要豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。石油化工企業(yè)需要認(rèn)識(shí)到影響流量?jī)x表選型的因素，認(rèn)真分析各類流量?jī)x表的特性與使用特點(diǎn)，并做好流量?jī)x表的安全性能、被測(cè)流體的特征、工作運(yùn)行的環(huán)境條件和運(yùn)行需要的經(jīng)濟(jì)費(fèi)用等方面的工作，從而選擇合適的流量?jī)x表，保證流體流量測(cè)量的準(zhǔn)確性與可靠性，使其充分發(fā)揮在推動(dòng)企業(yè)持續(xù)平穩(wěn)發(fā)展中的作用與價(jià)值。

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（R-01）

TQ330.492

1009-797X (2015) 24-0102-03

A

10.13520/j.cnki.rpte.2015.24.041

孫晶（1979-），女，畢業(yè)于北京科技大學(xué)工業(yè)自動(dòng)化專業(yè)，現(xiàn)主要從事儀表控制專業(yè)的設(shè)計(jì)工作。

2015-06-24