淺談?chuàng)P子巴斯夫二期項(xiàng)目流量?jī)x表的安裝

摘 要：測(cè)量流體流量的儀表稱為流量計(jì)或流量表，流量計(jì)在石油、化工、電力、冶金等工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用很廣，用途和維俢量也很大，在化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)中是確保安全生產(chǎn)的眼睛，隨著生產(chǎn)的發(fā)展和科學(xué)的進(jìn)步，對(duì)流量計(jì)的要求也越來(lái)越高，條件也更加復(fù)雜。例如：在工藝條件上從低溫低壓到高溫高壓，在流體狀態(tài)方面有層流、紊流和脈動(dòng)流，流體本身也有低黏度、高黏度和強(qiáng)腐蝕性，流體有氣、液、固相和兩相流體，測(cè)量范圍每秒數(shù)滴到每小時(shí)數(shù)噸等，測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)從體積流量到質(zhì)量流量。復(fù)雜情況測(cè)量的方法得到了很快的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：儀表;安裝;流量

現(xiàn)就揚(yáng)巴二期項(xiàng)目建設(shè)中遇到的流量?jī)x表作下論述：

一、節(jié)流式流量計(jì)

測(cè)量低壓蒸汽，以揚(yáng)巴二期1區(qū)NIS項(xiàng)目用到的德國(guó)Endress+Hauser（簡(jiǎn)稱E+H）生產(chǎn)的一體化孔板為例。

節(jié)流式流量計(jì)由節(jié)流裝置和差壓計(jì)組成，它們之間用測(cè)量管與其它輔助器件連通。

標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置有標(biāo)準(zhǔn)孔板、標(biāo)準(zhǔn)噴嘴和文丘里管，其它形式標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置有圓缺孔板、1/4圓噴嘴、雙重孔板等，取壓方式一般為角接取壓或法蘭取壓，其中角接取壓有兩種：?jiǎn)为?dú)鉆孔取壓和環(huán)室取壓。

差壓檢測(cè)系統(tǒng)由流量計(jì)取源部件、差壓變送器和流量顯示儀表組成。

節(jié)流裝置安裝要求：

節(jié)流裝置上下游側(cè)直管段長(zhǎng)度的確定原則是：當(dāng)施工圖設(shè)計(jì)有明確規(guī)定時(shí)，應(yīng)遵照設(shè)計(jì)規(guī)定執(zhí)行;當(dāng)設(shè)計(jì)無(wú)具體規(guī)定，可按照前8DN后5DN的經(jīng)驗(yàn)做法實(shí)施。

節(jié)流裝置的法蘭端面應(yīng)與管道軸線相垂直，其幾何中心也應(yīng)與管道中心重合。

節(jié)流裝置密封墊片的內(nèi)徑不得小于工藝管道內(nèi)徑，應(yīng)與管道同軸，不允許偏置。

節(jié)流裝置在水平和傾斜的工藝管道上安裝時(shí)，取壓口的方位應(yīng)符合下列規(guī)定：

當(dāng)測(cè)量氣體流量時(shí)，應(yīng)在工藝管道的水平中心線上半部;

當(dāng)測(cè)量蒸汽流量時(shí)，應(yīng)在工藝管道的上半部與工藝管道水平中心線成0～45度夾角的范圍內(nèi)，通常取壓口方位與工藝管道中心線平齊，以便安裝冷凝罐;

當(dāng)測(cè)量液體流量時(shí)，應(yīng)在工藝管道的下半部與工藝管道水平中心線成0～45度夾角的范圍內(nèi);

節(jié)流裝置其安裝必須在工藝管道吹掃后進(jìn)行;

節(jié)流裝置的環(huán)室與孔板有“+”側(cè)應(yīng)在被測(cè)介質(zhì)流向的上游側(cè)。當(dāng)用箭頭表明流向時(shí)，其指向應(yīng)與被測(cè)介質(zhì)的流向一致，當(dāng)無(wú)標(biāo)記時(shí)，應(yīng)以環(huán)室凹凸接合密封面結(jié)構(gòu)來(lái)分辨，凸面部分應(yīng)在節(jié)流元件的上游側(cè)，凹面部分應(yīng)在下游側(cè);

節(jié)流元件的安裝方向：孔板的銳邊或噴嘴的圓弧面應(yīng)迎著被測(cè)流體的流向。

差壓計(jì)的安裝要求：

1、位置的選擇：應(yīng)靠近節(jié)流裝置，便于安裝、維護(hù)和觀察，不影響操作人員通行，做到“四無(wú)”：無(wú)強(qiáng)烈振動(dòng)，無(wú)高溫，無(wú)腐蝕，無(wú)強(qiáng)磁干擾。

2、標(biāo)高的確定：測(cè)量管道和儀表內(nèi)介質(zhì)應(yīng)為單一物相，不準(zhǔn)混相。

當(dāng)被測(cè)流體為液相時(shí)，流量計(jì)應(yīng)低于節(jié)流裝置，以利于液相內(nèi)氣泡排除，否則應(yīng)在測(cè)量管最高處增設(shè)集氣器和排氣閥;

當(dāng)被測(cè)流體為氣體時(shí)，流量計(jì)應(yīng)高于節(jié)流裝置，以利于冷凝液回流于工藝管道，否則應(yīng)在測(cè)量管最低處增設(shè)集液器和排水閥;

3、安裝形式的定位：可在保溫箱內(nèi)安裝亦可在柱型支架上安裝，都必須垂直安裝，儀表中心距安裝地面的高度一般為1.2～1.5M以便觀察顯示部分。

二、浮力式流量計(jì)

測(cè)量氮?dú)?，以揚(yáng)巴二期1區(qū)NIS項(xiàng)目用到的德國(guó)科隆KROHNE生產(chǎn)的金屬管浮子流量計(jì)為例。

浮子流量計(jì)以錐形管材質(zhì)劃分，有玻璃管浮子流量計(jì)和金屬管浮子流量計(jì)。玻璃管浮子流量計(jì)以就地顯示為主;金屬管浮子流量計(jì)有就地顯示型和就地顯示+遠(yuǎn)傳型兩種，有普通型、防腐型與夾套型。揚(yáng)巴二期1區(qū)NIS項(xiàng)目采用的是金屬管浮子遠(yuǎn)傳式流量計(jì)。

安裝主要注意以下幾點(diǎn)：

金屬管浮子流量計(jì)多為法蘭式連接，必須垂直安裝在流體流向是自下而上的垂直管段上;

直管段要求在上游側(cè)5DN，下游側(cè)3DN，且截流閥和流量控制閥都必須在流量計(jì)下游;

對(duì)于有鐵磁性雜質(zhì)的介質(zhì)，浮子流量計(jì)前最好安裝磁過(guò)濾器，并定期清洗;

浮子流量計(jì)法蘭的額定尺寸必須與管道法蘭相同，配合的法蘭必須在自由狀態(tài)對(duì)中，以消除應(yīng)力;

為避免管道振動(dòng)與最大限度減小流量計(jì)的軸向負(fù)載，管道應(yīng)有牢固的支架支撐;

浮子流量計(jì)屬非標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì)，不能互換元件。

三、電磁流量計(jì)

測(cè)量生產(chǎn)水，以揚(yáng)巴二期1區(qū)NIS項(xiàng)目用到的德國(guó)Endress+Hauser（簡(jiǎn)稱E+H）生產(chǎn)的53P50為例

電磁流量計(jì)是測(cè)速式流量計(jì)，適用于具有導(dǎo)電性液體體積流量的測(cè)量。其輸出特性與被測(cè)液體的密度，黏度，流動(dòng)狀況無(wú)關(guān)，可用于測(cè)量有腐蝕性，或帶有固體微粒的流體及漿狀物料，但不能測(cè)量氣體，蒸汽和非導(dǎo)電性液體，其通常由傳感器，轉(zhuǎn)換器和顯示儀組成。

電磁流量計(jì)結(jié)構(gòu)無(wú)可動(dòng)部分，安裝并不復(fù)雜，只是電氣方面要求比較嚴(yán)格，其安裝需要注意以下幾點(diǎn)：

1、電磁流量計(jì)，特別是小于DN100mm（4”）的小流量計(jì)，在搬運(yùn)時(shí)受力部位不可在信號(hào)變送器的任何地方，應(yīng)在流量計(jì)的本體。

2、最小直管段上游側(cè)≥5DN，下游側(cè)≥2DN.

3、其測(cè)量管必須完全注滿介質(zhì)，垂直管器內(nèi)液體必須是至上而下流動(dòng)的。流量計(jì)的正負(fù)方向與介質(zhì)流動(dòng)方向一致。

4、傳感器在水平或傾斜工藝管道上安裝，其兩支檢測(cè)電極應(yīng)處于水平位置，不允許處在工藝管道的正上方和正下方位置。

5、傳感器不可安裝在工藝管路最高水平管段上，管段最高處易集聚氣體。

6、傳感器安裝應(yīng)避免強(qiáng)磁場(chǎng)場(chǎng)所，要求將傳感器外殼，被測(cè)介質(zhì)和工藝管道三者必須連成等電位，并要求獨(dú)立接地，接地電阻小于10Ω.接地環(huán)材質(zhì)為耐腐蝕不銹鋼，寬約30mm的圓管管頸，接地線應(yīng)選用16mm?多的銅芯線。

7、保證螺栓，螺母與管器法蘭之間留有足夠空間，以便裝卸，切不可損壞傳感器法蘭口聚器四氟乙烯涂層，可用力矩扳手緊固螺母。

8、傳感器和轉(zhuǎn)換器是成套包裝，配套使用，不可隨意更換。

9、變送器和二次儀表必須使用電源中的同一相線，否則由于檢測(cè)信號(hào)和反饋信號(hào)相位差120°使儀表不能正常工作。

四、渦街流量計(jì)

測(cè)量丁二烯，以揚(yáng)巴二期IOU區(qū)裂解罐區(qū)項(xiàng)目用到的羅斯蒙特公司生產(chǎn)的8800系列為例

渦街流量計(jì)亦稱旋渦流量計(jì)或卡門渦流量計(jì) ，儀表工作特性不受流體壓力，溫度，黏度，密度等影響，適用于潔凈氣體，蒸汽和液體流量的測(cè)量。

其結(jié)構(gòu)有兩種形式：一種是一體化結(jié)構(gòu)型，集傳感、轉(zhuǎn)換、顯示于一體，可實(shí)現(xiàn)就地顯示和遠(yuǎn)傳，另一種分體型，由傳感器，轉(zhuǎn)換器兩部分組成。揚(yáng)巴二期裂解罐區(qū)項(xiàng)目采用的是一體化渦街流量計(jì)。

渦街流量計(jì)安裝方便，但對(duì)安裝位置選擇格外嚴(yán)格，其安裝要求如下：

1、傳感器安裝應(yīng)選擇直管段較長(zhǎng)振動(dòng)較小的地方，當(dāng)管道振動(dòng)較大時(shí)，應(yīng)在管道邊固定支撐;

2、傳感器的上游直管段長(zhǎng)度依據(jù)上游管道配管條件而定，一般前20D后5D以上。如果管邊上安裝有手操閥，控制閥等，傳感器安裝位置應(yīng)選擇至閥門上游側(cè)5DN以上的直管段;

入口及出口的直管段要求：流體是否處于紊流狀態(tài)是渦街流量計(jì)精確測(cè)量的先決條件，所以入口及出口的直管段是確保流體處于紊流狀態(tài)的關(guān)鍵。入口直管段和出口直管段要求如下圖所示。

安裝位置：渦街流量計(jì)可以水平、垂直或其他任意傾斜角度安裝。當(dāng)測(cè)量介質(zhì)為液體時(shí)，一般情況下，介質(zhì)的流動(dòng)方向應(yīng)由下向上。

3、對(duì)于蒸汽氣體流量計(jì)測(cè)量，根據(jù)需要可進(jìn)行溫度，壓力，密度的設(shè)定或溫壓補(bǔ)償。

4、流量計(jì)連接方式有插入式連接，法蘭式連接，夾持式連接三種方式。插入式連接方式多用于較大口徑管道，插入式連接件有固定法蘭式和法蘭卡套組合式兩種形式，插入式應(yīng)預(yù)制法蘭連接短管，法蘭規(guī)格形式應(yīng)與傳感器部件法蘭相符。夾持式和法蘭式應(yīng)注意安裝方向，密封墊片的內(nèi)徑不可小于管道內(nèi)徑，更不可墊偏。

五、質(zhì)量流量計(jì)

測(cè)量異丁烯，以揚(yáng)巴二期IOU區(qū)裂解罐區(qū)項(xiàng)目用到的艾默生-高準(zhǔn)公司生產(chǎn)CMF型質(zhì)量流量計(jì)為例

質(zhì)量流量計(jì)分為直接式質(zhì)量流量計(jì)和推導(dǎo)式質(zhì)量流量計(jì)。這里主要說(shuō)第一種，直接式質(zhì)量流量計(jì)的傳感器輸出特性與過(guò)程溫度、壓力、黏度和密度等參數(shù)無(wú)關(guān)，由傳感器、轉(zhuǎn)換器、數(shù)字顯示累積器三個(gè)主要部分構(gòu)成，其安裝主要注意以下幾點(diǎn)：

1、位置。應(yīng)選取過(guò)程管線的較低處進(jìn)行安裝，以便保證在零點(diǎn)標(biāo)定和運(yùn)行時(shí)，過(guò)程流體充滿傳感器;

2、直管段。流量計(jì)在上下游不需要專門的直管段，可安裝在水平、傾斜和垂直工藝管道上;

3、安裝方向。一個(gè)原則只要保證流量管內(nèi)充滿過(guò)程流體，流量計(jì)可以安裝在任何方向;

4、流量方向。外殼上的箭頭標(biāo)志方向應(yīng)與流體方向一致。對(duì)于安裝在垂直方向的過(guò)程管線上的傳感器，如果過(guò)程流體是液體或漿液，流體應(yīng)當(dāng)從下到上流過(guò)傳感器;如果過(guò)程流體是氣體，流體可以從下到上也可以從上到下流過(guò)傳感器;

5、振動(dòng)。流量計(jì)安裝應(yīng)盡量減少過(guò)程連接上的扭矩和彎曲負(fù)載;同時(shí)不要使用傳感器來(lái)支撐管道，若遇強(qiáng)振動(dòng)位置時(shí)，最好使用橡膠緩沖安裝連接器來(lái)為傳感器提供附加支撐;

6、轉(zhuǎn)換器。轉(zhuǎn)換器安裝位置與傳感器之間的距離宜近不宜遠(yuǎn)，使用廠家指定專用電纜接線，并做好可靠接地。

六、超聲波流量計(jì)

揚(yáng)巴二期用到的超聲波流量計(jì)有兩種，一種是E+H公司生產(chǎn)的92F型超聲波流量計(jì)，測(cè)量冷凍水，用在IOU區(qū)裂解罐區(qū)項(xiàng)目。另一種是GE通用電氣生產(chǎn)的XMT868I型超聲波流量計(jì)，測(cè)量循環(huán)冷卻水，用在公用工程第一循環(huán)水項(xiàng)目。

1、92F是世界上第一臺(tái)回路供電（兩線制）的管道式超聲波流量計(jì)，安裝時(shí)保證前后5D的直管段，介質(zhì)要淹沒(méi)兩個(gè)傳感器，兩個(gè)傳感器最好要在同一個(gè)水平面上。

2、XMT868I是四線制流量計(jì)，電源220VAC，同樣要保證前后5D的直管段。介質(zhì)要淹沒(méi)兩個(gè)傳感器，如果介質(zhì)沒(méi)有淹沒(méi)傳感器，氣液兩相會(huì)造成表頭顯示值為負(fù)值，數(shù)字飄忽不定。兩個(gè)傳感器最好要在同一個(gè)水平面上。

七、轉(zhuǎn)輪流量計(jì)

揚(yáng)巴二期用到的轉(zhuǎn)輪流量計(jì)是美國(guó)GEORG FISCHER（GF）公司生產(chǎn)的，用于測(cè)量循環(huán)冷卻水，在CWWRU清凈廢水項(xiàng)目上得到很好的應(yīng)用。

轉(zhuǎn)輪流量計(jì)對(duì)測(cè)量介質(zhì)潔凈度要求較高，介質(zhì)粘稠度不能過(guò)大，安裝時(shí)要保證葉輪的中心與取源短管管口齊平，且流體要浸沒(méi)葉輪。

參考文獻(xiàn)

[1] GB50093-2002自動(dòng)化儀表工程施工及驗(yàn)收規(guī)范

[2] SH/T3521-2007石油化工儀表工程施工技術(shù)規(guī)程

[3] SH/T3104-2000石油化工儀表安裝設(shè)計(jì)規(guī)范

[4] 70-010-00-0-0-00-009_R02揚(yáng)子石化-巴斯夫有限公司儀表安裝工作一般規(guī)定

[5] PS-00612，Rev.E高準(zhǔn)（Micro Motion?）R系列科里奧利流量計(jì)產(chǎn)品樣本

作者簡(jiǎn)介：吳葵（1982.08），男，漢族，安徽桐城人，本科，中級(jí)工程師，研究方向：石油化工自控儀表技術(shù)。