石油化工工程中儀表的選型方法及要點分析

韓長城

（大慶石化公司物資供應中心，黑龍江大慶 163000）

1 常見化工儀表及其選型方法

1.1 溫度儀表

化工生產(chǎn)過程中，溫度儀表以攝氏度為計量單位，并且溫度數(shù)值可以直接讀取。在對溫度儀表進行使用時，應注意溫度的測量范圍，通常來說在溫度儀表量程內(nèi)的50%～70%為宜，最大測量高溫不應大于溫度儀表量程的90%。此外，若是多個測量元件共用同一個顯示表，應確保溫度條件在溫度儀表量程的20%～90%內(nèi)，對于個別特殊的測量點，其使用溫度能低至儀表量程的10%。溫度儀表具體可劃分為就地溫度儀表與集中檢測溫度儀表兩種類型，它們在適用范圍與測量精度方面都有所區(qū)別。

1.1.1 就地溫度儀表

就地溫度儀表的使用應事先明確需測量的溫度范圍、檢測環(huán)境、工作壓力等，對這些因素應綜合考慮，進而選擇合適型號的就地溫度儀表。就地溫度儀表主要包括以下4 類。

（1）帶外保護套管雙金屬溫度計。在化工生產(chǎn)過程中，帶外保護套管雙金屬溫度計是應用最為廣泛的溫度儀表，其測量范圍為-80～500 ℃。通常情況下，帶外保護套管雙金屬溫度計刻度盤直徑規(guī)格為100 mm，特殊情況下也可選用直徑150 mm 的溫度計，例如溫度計安裝位置較高、觀察距離較遠、照明條件不理想等情況下，選擇直徑為150 mm 的溫度計為宜。

（2）電接點雙金屬溫度計。這種溫度計是在需要進行位式控制，以及發(fā)出相應報警要求下應選用的溫度儀表。電接點雙金屬溫度計儀表，其外殼與保護套管在連接方式的選擇方面，應遵循便于觀察的原則，可選擇軸向式、徑向式以及萬向式等。

（3）玻璃夜體溫度計。這種溫度計主要適用于對于測量精度要求高、測量環(huán)境穩(wěn)定且又便于觀察的測量條件，其可測量的溫度范圍為-80～1000 ℃，其使用條件除了需要確保滿足位式控制與報警要求之外，還應實現(xiàn)測量環(huán)境的恒溫控制。

（4）壓力式溫度計。壓力溫度計的適用條件下測量范圍為-80～500 ℃，當不能進行近距離測量，低溫測量出現(xiàn)振動，測量精度要求較高情況下，應考慮選用壓力式溫度計。

1.1.2 集中檢測溫度儀表

這是一種適用于以標準信號傳輸場合的，集成溫度測量功能的溫度變送器。集中檢測溫度儀表應根據(jù)需要檢測元件、保護套管的溫度測量的范圍、安裝場地環(huán)境等，綜合考慮選擇合適的型號。

1.2 壓力儀表

壓力儀表對于石化生產(chǎn)而言有著至關(guān)重要的作用。當前，較為常用的壓力儀表主要有液柱式、彈性式與活塞式3 種。在石化企業(yè)實際生產(chǎn)過程中，壓力測量對安全生產(chǎn)有著關(guān)鍵作用，所以，壓力測量儀器選擇的重要性越來越突出。通常情況下壓力儀表的測量上限約300 MPa。在壓力儀表的選擇方面，應根據(jù)壓力傳感器、變送器等相關(guān)設備的實際情況進行判斷、選擇，經(jīng)常需要利用脈沖、高溫、結(jié)晶等介質(zhì)使用原理來對相應條件下的壓力值進行測量，并得到相對準確的壓力值。

1.3 流量儀表

近年來，石化行業(yè)的快速發(fā)展使得石油生產(chǎn)企業(yè)數(shù)量不斷增加，其生產(chǎn)規(guī)模也在不斷擴大，也因此對于生產(chǎn)材料、成品等流量測量需求與要求也越來越高。由于流量儀表對于測量精度方面有著較高要求，因此在對流量儀表的選擇方面必須做到合理、精準。在流量測量過程中，流量與管道、流量與流體之間都有著十分密切的聯(lián)系。根據(jù)測量介質(zhì)的不同，可將流量儀表活分為氣體、液體以及蒸汽流量儀表3 種類型。常見的液體流量測量一般選擇使用符合國際規(guī)范的標準節(jié)流裝置。在石化企業(yè)生產(chǎn)過程中，確保流量穩(wěn)定性有著極其重要的意義，通過對流量儀表的有效使用，實現(xiàn)了對一定時間內(nèi)流經(jīng)界面介質(zhì)體積的準確測量，進而確保對石化生產(chǎn)環(huán)節(jié)的有效監(jiān)控。

1.4 物位儀表

物位儀表是石化生產(chǎn)過程中使用最為頻繁的儀表之一，其重要作用就是實現(xiàn)對液位的準確測量。測量結(jié)果深受被測量物質(zhì)性狀影響，因此，所以在測量時需要物位儀表與浮力儀表配合使用。測量方法包括有電容式、激光式以及靜壓式等，通過對這些方法的配合使用可以實現(xiàn)對多種物質(zhì)的測量。在物位儀表對液位和液面進行測量過程中，常用玻璃板液位計進行液位測量，但如果存在測量液位顏色較深或者黏稠度較高、對管壁造成粘染等現(xiàn)象，則不宜使用玻璃板液位計。

1.5 粒位測量儀表

粒位測量儀表的主要作用就是對石油化工生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的顆粒狀、粉狀物質(zhì)含量的測量，通過對粒位測量儀表的有效應用，準確測量生產(chǎn)過程中微粒含量，實現(xiàn)對生產(chǎn)過程的有效控制，同時也可用于對粉塵爆炸的預防。電容式粒位儀、旋漿式位開關(guān)以及重錘式粒位計等，是目前較為常用的粒位測量儀表。

1.6 過程分析儀表

相關(guān)規(guī)定要求，在進行過程分析儀選擇過程中，應事先對分析對象的特質(zhì)、工藝流程、注意事項等進行深入的了解，此外還應對儀表性能及其使用的限制條件進行了解，尤其是要做好儀表使用前的取樣及預處理準備措施，確保測量數(shù)據(jù)的準確性。

2 石油化工儀表優(yōu)點及不足

2.1 石油化工工程中儀表優(yōu)點分析

科技的快速發(fā)展，促進了信息化技術(shù)在石化生產(chǎn)過程中的廣泛應用，有效地彌補了傳統(tǒng)工藝的缺陷，大大提升了石化生產(chǎn)過程中儀表的使用水平。石化生產(chǎn)過程中，儀表技術(shù)的應用使得生產(chǎn)效率得到了大幅提升。由于儀表技術(shù)具備較強的開放性，因此使得生產(chǎn)管理的過程變得更加的方便、高效。同時，化工儀表的應用能夠?qū)^大程度地降低人、財、物的支出、消耗，并且隨著自動化技術(shù)的不斷應用與提升，儀表技術(shù)在石化生產(chǎn)過程中的應用將逐漸的向智能化發(fā)展?？梢?，石化儀表的應用，能夠大幅降低生產(chǎn)成本，促進企業(yè)經(jīng)濟效益的有效提升。

2.2 石油化工工程中儀表應用的不足

照明、散熱等是石化工程儀表中的常見問題及隱患。石化儀表大多屬于電氣類儀表，因此化工儀表也存在諸多電氣類設備上的使用隱患，其最為明顯的則是儀表的供電問題。目前，我國的石化生產(chǎn)儀表電通常采用220 VAC 與24 VDC 兩種級別的電壓，其中220 V 交流電壓應用最為普遍。220 VAC 交流電源由UPS來供電，通過低壓斷路器控制系統(tǒng)的應用將各種分支、回路轉(zhuǎn)化為24 VDC 等級別的的電源，滿足相應儀表的電力負荷要求。

3 石油化工流量儀表選型要點

從實際工作來看，流量儀表作為石油化工行業(yè)中一項重要設備，為了有效保證生產(chǎn)高效地開展，在選型上應當要注意以下3 個要點。

第一，儀表使用環(huán)境。出于確保流量儀表得以正常工作，石油化工企業(yè)在其選型上必須要充分考慮好使用環(huán)節(jié)溫濕度、光照、電磁以及燃爆性等環(huán)節(jié)情況，隨后據(jù)此進行選擇。比如使用環(huán)境為易燃易爆時，流量儀表應盡量選擇防爆性能較好的型號。

第二，流量儀表功能。石油化工企業(yè)在流量儀表選型上首先要結(jié)合被測物質(zhì)的性質(zhì)及測量要求進行選擇合適的儀表類型。

第三，被測物質(zhì)性質(zhì)。石油化工企業(yè)在流量儀表選型上還必須充分考慮好被測物質(zhì)諸如密度、腐蝕性、溫度等性質(zhì)，這樣既有助于保證測量結(jié)果準確性，同時又可以起到防止對儀表及物質(zhì)造成損壞或污染的作用。

4 提高石油化工儀表使用安全性的建議

經(jīng)分析可知，石化工程儀表的使用隱患大多來自于儀表的供電問題，因此，為了確保石化工程儀表供電系統(tǒng)運行的安全、可靠，必須充分做好對電源運作系統(tǒng)及其相關(guān)的設計優(yōu)化、運行調(diào)試以及管理維護工作，積極采取有效措施進行安全防護，避免出現(xiàn)安全事故，確保石化生產(chǎn)過程的安全、穩(wěn)定。

（1）提高總電源及其線路安全、可靠水平。對于石化儀表供電系統(tǒng)而言，要確保和提升其運行過程的安全性與可靠性，必須擁有一個安全、可靠的總電源作為基礎。因此，石油化工企業(yè)在生產(chǎn)過程中應選用性能穩(wěn)定、質(zhì)量過硬，并且標準在10 kV·A以上的市電電源，為生產(chǎn)過程中各種儀表提供電力保障。

（2）對電氣儀表的供電系統(tǒng)進行優(yōu)化。DCS 分散控制系統(tǒng)、SIS 安全儀表監(jiān)控系統(tǒng)與PLC 系統(tǒng)，是石化自動化、智能化生產(chǎn)的核心系統(tǒng)，這些生產(chǎn)控制系統(tǒng)對于供電的安全、可靠有著較高要求，必須對相關(guān)儀表的供電系統(tǒng)的安全性能予以足夠重視，通過優(yōu)化電氣儀表的供電系統(tǒng)，為生產(chǎn)過程的有效控制提供安全的電力保障。

（3）對直流供電儀表的冗余電源進行優(yōu)化配置。為保障直流儀表供電系統(tǒng)較高的穩(wěn)定性與安全性，應采取并聯(lián)供電的方式進行供電。通過利用兩臺不同電源的24 VDC 直流穩(wěn)壓電源，以并聯(lián)的方式對儀表進行供電。同時在每個直流電源的正極輸出端口配置一個較大功率的二極管，用于區(qū)分兩個不同電源，實現(xiàn)更好的安全管理。