双向流量测量在石化企业的应用

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流量测量在石油化工天然气行业起着至关重要 的作用。-个生产装置运行效率高低和经济与否与计量设备的准确性有直接的关系。只有根据不同的应用诚选择最合适 的流量测量技术才能达到最好的应用效果。有时流量计的精度选择并不是越高越好 ，而是根据不同的工艺要求和计量要求选择合适的流量精度。我们选择流量计还需要根据成本效益的原则 ，如何选择成本最低、效用最大的流量计就成为日常工作的-大难点和挑战。

流量计的种类很多，根据测量介质划分可分为液体、气体 、气液两相。根据测量精度又可分为过程测量级和贸易交接级等”。大多数应用是单向测量的，很少-部分是双向测量的。

单向流量的测量适用于所有的流量检测技术，但当需要测量的介质在不同的时间产生反向流量的情况下 ，单向流量测量的流量计显然无法满足需要。如果在这种工况下无法双向测量 ，可能会造成装置物料的测量不准确，进而影响装置的生产效率和盈利能力。

我们将根据流量计的现状和应用情况，讨论单、双向流量计局限性 、优缺点、维修和安装成本等方面。

1 双差压变送器在双向流量的应用蒸汽计量的准确与否直接关系到节能降耗、成本核算等技术经济指标。在流程工业的两个装置之间经常需要用到双向流量测量 ，如两个蒸汽单元相互联系的情况 ，在-个装置缺乏蒸汽时，其他装置将提供其所需的蒸汽 ，反之亦然。

如果正反向流动速率是完全相同的，而且不要求非常欢迎订阅 欢迎撰稿 欢迎发布产品广告信息高的精度，则在每个方向设置-个变送器，是测量进出装置蒸汽量的最佳解决方案。-个孔板配两个差压变送器 ，并配备温度补偿，可用于双向流量的测量。GB/T 2624.2-2006/IS0 5167-2：2003《用安装在圆形截面管道中的差压装置测量满管流体流量 第二部分：孔板》的5.1.9条 双向孑L板”指出：不切斜角，两个端面、厚度 、节流孔的两个边缘符合规定要求的孔板，可用于测量反向流2]。而且此种孔板对两侧的直管段的要求都比较严格这就要求管道设计人员充分考虑的到这点。

这样的组合易于维护和更换，将提供最低的安装成本与可接受的精度，但不要期望过高的精度和量程。因此在反向流量的发生的频率较低，有时甚至几年发生-次的情况下，此种组合是最佳选择。

2 单差压变送器在双向流量的应用上述的特殊孔板配备-个差压变送器也可以实现双向流量的测量，选择这种流量计可以节湿支 ，减少预算。

- 个差压变送器需要把信号分为两部分，即4～12mA和12mA～20mA，因此实现开方功能会变得复杂，这需要增加功能拈，而且需要在DCS上修改组态以实现相应功能。

如果操作工只是需要知道反向流量的发生而不要求准确计量的情况下，现有的单差压变送器完全不需要修改设置便可使用。在流量为零时，差压变送器信号输出为4mA，当输出信号低于4mA时可以设置流量反向报警。

新型的流量测量技术要求差压变送器有重新设置量程的功能，现在的DCS也可以实现差压变送器量程分割的功能。同样，双向流量测量所需的开方功能也可以有两种实现方式，-是在DCS上安装特殊的双向的流量功能块，二ElC VOI.20 201 3 No.3 43日廑旦 日是直接在流量计上实现双向流量的开方功能 l。

在规则或不规则的流量测量应用中，介质流动方向可以用信号来区分 ，比如4～12mA为反向，12mA～20mA为正向。在规则的流量中，零点的建立可以按量程的中间点来建立以区分正反向，而在不规则的流量中，零点可以由计算得3 弯管流量计配套流向识别装置测量蒸汽双向流量目前蒸汽测量绝大多数企业采用常规节流装置 ，如孔板 、喷嘴等≮流孔板测量的-个突出短板就是产生压损 ，而且有部分压损是不可恢复的，这就造成很大的能源浪费。弯管流量计既能满足计量需要 ，又没有能耗的损失，就成为蒸汽测量的优先选择。同时弯管流量计具有高准确度 (实流标定可实现0.5级 )、大量程 比、双向测量、无压损 、无可动部件、耐磨损、耐腐蚀、-次元件长期运行稳定等优点，深受用户好评。

采用弯管流量计测量蒸汽的双向流动 ，其测量原理是利用流体的惯性原理产生差压。当流体通过弯管时，由于受弯管的约束流体被迫作类似的圆周运动 ，流体在作圆周运动时产生的离心力作用于弯管的内外两侧 ，使弯管传感器 内外两侧之间产生-个压力差 ，从而得出流量 ，但不能识别其方向，不能和质量流量计-样按流向自动加减，必须增加流向识别装置。对于流向识别 ，有方案提出在管道上增加-块限流孔板，利用孔板差压进行判断 。但孑L板压损大 、安装须切断管道 ，在设备投资 、施工 、运行能耗方面没有优势。

我公司是选择蒸汽管道的-个膨胀弯 ，利用管道输送的自身压降，避免测量引起的额外压力损失，通过-台微差压变送器测取膨胀弯4个弯头的压损 ，将 12mA作为临界点，自动HIll蒸汽流向并转换为开关信号，用作双向计量开关。

二次表内组态两个累积器，用开关信号启停累积器 ，进行双向计量，解决了装置蒸汽计量问题。

4 涡街流量计在双向流量测量的应用两个涡街流量计也可用于蒸汽双 向测量 ，这种测量方案精度上要高于孔板。但这种测量方案在小管径的管线(-般在4英寸以下的管线 )上使用较经济 l。大于这个尺寸，孔板将是更经济的选择。此外，选择涡街流量计可能会增加维修和安装成本。

无论是否需要更高的精度，用两个涡街流量计都不是- 个好选择。由于涡流的影响很有可能会造成-个流量计影响另外-个流量计的测量。另-个缺点是 ，两个涡街流量计之间的直管段长度是不好确定的。例如 ，在没有障碍物的情况下 ，-个涡街流量计表需要10～15 D的直管段，如果有任-方向有控制阀，则涡街可能需要25～30 D的直管段，甚至更多。因此我们在双向测量的方式选择上，双差压变送器孔板的选择要比双涡街流量计更合理更经济。

44 ElC VO1.20 201 3 No.3器 麦旦庄5 电磁流量计在双向流量测量的应用电磁流量计也可用于双向流量测量。它具有无压降、线性输 出、短的进出口直管段 (5D的上游和2D的下游 )和 良好的调节性等优点。电磁流量计的价格相对较昂贵的，主要应用在导电流体如酸、碱 、泥浆和水。选择这种类型的流量计的-个先决条件是，被测流体电导率必须在2～5 S/m以上 。

6 超声波流量计在双向气体流量测量的应用超声波流量计的原理是利用声速差计算流体流速，并以流体速度乘以面积计算体积流量。通常超声波流量计的探头，即换能器与表体之间有-个入射角 ，从60度到45度，超声波在-对探头之间传播 ，如果没有流体 ，也就是零流量的情况下 ，来回的传播时间是-样的，那么相当于流速为零 。-旦有了流体 ，则超声波流量计在-对探头之间来 回的速度是不-样的，不管流体流向，都会产生声速差 ，如果设定-个方向为正常流向，那么正常声速应该为正数 ；如果声速差为负数，则说明流向相反，也就是反向计量 ，两个方向的计量精度是-样的。

在瓦斯储存装置如气柜中，精确的气体流量测量的任务是计量输入和输出气体的流量。气柜作为瓦斯供应者和消费者之间的缓冲区，为了维持整个瓦斯的平衡 ，有必要监测双向流量。

为此 ，传统的差压流量计与孔板是合适的解决方案 ，但是它们缺乏准确性和可靠性。孑L板不但容易受磨损，而