質(zhì)量流量計(jì)作為精準(zhǔn)測(cè)量多相流體質(zhì)量流量的核心儀表,憑借不受溫度、壓力、粘度變化影響的優(yōu)勢(shì),在石化行業(yè)從原油開采到成品出廠的全產(chǎn)業(yè)鏈中實(shí)現(xiàn)深度應(yīng)用,尤其適配高溫、高壓、強(qiáng)腐蝕、高粘度的工況特性,以下從應(yīng)用場(chǎng)景、技術(shù)細(xì)節(jié)、選型要點(diǎn)、維護(hù)規(guī)范等維度全面解析。

質(zhì)量流量計(jì)核心應(yīng)用場(chǎng)景及細(xì)節(jié)
1、原油開采與集輸環(huán)節(jié)
①井口計(jì)量
用于單井原油產(chǎn)量計(jì)量,適配井口10MPa高壓、120℃高溫工況,可直接測(cè)量原油-天然氣-水三相混合物的總質(zhì)量流量,結(jié)合密度數(shù)據(jù)分離油、氣、水組分含量(符合GB/T18603-2019《天然氣計(jì)量系統(tǒng)技術(shù)要求》)。推薦選用雙U型管科里奧利質(zhì)量流量計(jì),抗振動(dòng)能力強(qiáng),可耐受地層流體中的砂粒沖擊。
②集輸管線監(jiān)測(cè)
在原油集輸管網(wǎng)中,用于監(jiān)測(cè)管線輸送效率,及時(shí)發(fā)現(xiàn)泄漏(通過流量突變預(yù)警),同時(shí)為管線保溫、加壓系統(tǒng)提供流量數(shù)據(jù)支撐。需選用防爆等級(jí)ExdIICT4及以上的儀表(符合GB3836.1-2021《爆炸性環(huán)境 第1部分:設(shè)備通用要求》),適配油氣混合物的防爆需求。
2、煉油工藝環(huán)節(jié)
①原料進(jìn)料計(jì)量
在常減壓蒸餾、催化裂化、加氫裂化等裝置的原料進(jìn)料口,精準(zhǔn)計(jì)量原油、渣油、蠟油等原料流量,為工藝參數(shù)控制(如反應(yīng)溫度、壓力、催化劑配比)提供精準(zhǔn)數(shù)據(jù),誤差范圍控制在±0.15%以內(nèi)。例如催化裂化裝置中,原料油流量波動(dòng)直接影響反應(yīng)深度,質(zhì)量流量計(jì)可實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制,確保產(chǎn)品收率穩(wěn)定。
②催化劑注入計(jì)量
加氫裝置中,需精準(zhǔn)注入硫化劑、緩蝕劑等催化劑(流量范圍通常為0.1-100kg/h),選用微小流量科里奧利質(zhì)量流量計(jì),具備高分辨率(1×10??),可避免因催化劑用量偏差導(dǎo)致的設(shè)備腐蝕或反應(yīng)效率下降。
③產(chǎn)品分餾計(jì)量
分餾塔塔頂、塔底及側(cè)線出料口,質(zhì)量流量計(jì)測(cè)量汽油、柴油、煤油等中間產(chǎn)品流量,為精餾塔溫度、壓力調(diào)節(jié)提供依據(jù),確保產(chǎn)品餾程符合GB/T 252-2023《普通柴油》等標(biāo)準(zhǔn)要求。
3、化工生產(chǎn)環(huán)節(jié)
①反應(yīng)物料配比
在乙烯、丙烯等烯烴生產(chǎn)裝置中,精準(zhǔn)計(jì)量乙烯、乙烷、丙烷等原料的質(zhì)量流量,實(shí)現(xiàn)1:1或特定比例的進(jìn)料控制(如乙烯聚合反應(yīng)中,單體與共聚單體的配比誤差需≤±0.2%),保障聚合物產(chǎn)品的分子量分布均勻性。
②溶劑回收計(jì)量
在芳烴抽提、溶劑脫瀝青等工藝中,測(cè)量回收溶劑(如環(huán)丁砜、N-甲基吡咯烷酮)的流量,確保溶劑循環(huán)利用率穩(wěn)定,降低生產(chǎn)成本。需選用耐溶劑腐蝕的材質(zhì)(如哈氏合金C-276),避免儀表腔體被腐蝕導(dǎo)致的泄漏風(fēng)險(xiǎn)。
4、儲(chǔ)運(yùn)與銷售環(huán)節(jié)
①儲(chǔ)罐進(jìn)出料計(jì)量
在原油、成品油油罐的進(jìn)料口和出料口,安裝質(zhì)量流量計(jì)實(shí)現(xiàn)“罐區(qū)-裝置”或“罐區(qū)-運(yùn)輸車輛/船舶”的精準(zhǔn)交接計(jì)量,誤差需符合GB/T 9109-2019《石油和液體石油產(chǎn)品動(dòng)態(tài)計(jì)量 第1部分:一般原則》要求(貿(mào)易計(jì)量誤差≤±0.3%)。部分場(chǎng)景采用“雙儀表冗余配置”,提升計(jì)量可靠性。
②裝車/裝船計(jì)量
在汽車槽車、鐵路罐車、油輪的裝車/裝船站臺(tái),質(zhì)量流量計(jì)與自動(dòng)裝車系統(tǒng)聯(lián)動(dòng),實(shí)現(xiàn)定量裝車(如每車裝載30噸柴油),同時(shí)具備流量超差報(bào)警、緊急切斷功能,防止溢油事故。儀表需支持RS485或PROFINET通訊協(xié)議,接入罐區(qū)DCS系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)上傳。
③天然氣計(jì)量
在液化天然氣(LNG)接收站、天然氣輸送管線中,測(cè)量天然氣的質(zhì)量流量(通過密度補(bǔ)償計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)體積流量),符合GB/T 18604-2014《用氣體超聲流量計(jì)測(cè)量天然氣流量》的補(bǔ)充要求,適配-162℃低溫、高壓工況。
質(zhì)量流量計(jì)關(guān)鍵技術(shù)細(xì)節(jié)與選型要點(diǎn)
1、類型選擇
①科里奧利質(zhì)量流量計(jì)
應(yīng)用最廣泛(占石化行業(yè)質(zhì)量流量計(jì)用量的80%以上),直接測(cè)量質(zhì)量流量,精度高(±0.1%-±0.5%),適配液體、氣體、多相流;按結(jié)構(gòu)分為單管型(適配低粘度、潔凈流體)和雙管型(抗振動(dòng)、適配高粘度流體)。
②熱式質(zhì)量流量計(jì)
主要用于干燥氣體(如氮?dú)?、壓縮空氣)計(jì)量,精度±1%~±2%,安裝簡(jiǎn)便,無壓力損失,適合中小流量場(chǎng)景(如儀表風(fēng)管線監(jiān)測(cè))。
③差壓式質(zhì)量流量計(jì)
通過差壓傳感器+密度傳感器組合測(cè)量,成本較低,適配大流量、高溫高壓工況(如主蒸汽管線),但精度受流體流態(tài)影響較大,需配套安裝整流器。
2、材質(zhì)與工況適配
①接觸介質(zhì)材質(zhì)
原油、重油等含硫介質(zhì)選用316L不銹鋼或哈氏合金;強(qiáng)腐蝕介質(zhì)(如酸堿溶液、含氯溶劑)選用鉭合金或PTFE襯里;高溫工況(>300℃)選用Inconel合金。
②壓力與溫度范圍
根據(jù)工況選擇,如井口計(jì)量需耐受10-30MPa壓力、-40℃~150℃溫度;LNG計(jì)量需耐受-196℃低溫、1.6-10MPa壓力。
3、防爆與防護(hù)等級(jí)
①防爆等級(jí)
爆炸危險(xiǎn)區(qū)域(如罐區(qū)、裝置區(qū))需選用Ex d II CT4(隔爆型)或Ex ia II CT4(本安型),符合GB 3836系列標(biāo)準(zhǔn);
②防護(hù)等級(jí)
戶外安裝需達(dá)到IP67及以上,防止雨水、灰塵進(jìn)入儀表內(nèi)部導(dǎo)致故障。
質(zhì)量流量計(jì)安裝與維護(hù)規(guī)范
1、安裝要求(依據(jù)GB50093-2013《自動(dòng)化儀表工程施工及質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》)
①安裝位置
避免安裝在振動(dòng)劇烈的管線(如泵出口近端),需預(yù)留≥5倍管徑的直管段(上游)和≥3倍管徑的直管段(下游);垂直安裝時(shí),流體流向需從下至上,確保傳感器充滿流體。
②防爆安裝
儀表接線盒需密封良好,電纜采用防爆撓性管連接,接地電阻≤4Ω;本安型儀表需配套安全柵,安裝在非爆炸區(qū)域。
③溫度補(bǔ)償
對(duì)于高溫工況,需在儀表前后管線安裝溫度傳感器,實(shí)現(xiàn)溫度補(bǔ)償,提升測(cè)量精度。
2、質(zhì)量流量計(jì)日常維護(hù)要點(diǎn)
①定期校準(zhǔn)
貿(mào)易計(jì)量用質(zhì)量流量計(jì)每年校準(zhǔn)1次,工藝控制用儀表每2年校準(zhǔn)1次,校準(zhǔn)依據(jù)JJG 1038-2008《科里奧利質(zhì)量流量計(jì)檢定規(guī)程》,可采用離線校準(zhǔn)(送計(jì)量機(jī)構(gòu))或在線校準(zhǔn)(通過標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì)比對(duì))。
②清潔與檢查
定期清理傳感器腔體中的結(jié)垢、雜質(zhì)(如原油中的瀝青質(zhì)、蠟質(zhì)),避免影響振動(dòng)頻率;檢查儀表外殼、接線盒是否破損,防爆密封是否完好。
③故障處理
常見故障包括“流量波動(dòng)大”(可能是管線振動(dòng)或流體含氣率過高,需加固管線或安裝氣液分離器)、“零漂過大”(可能是傳感器污染或安裝應(yīng)力,需清潔傳感器或重新安裝)、“通訊中斷”(檢查電纜連接或DCS接口配置)。
質(zhì)量流量計(jì)國(guó)產(chǎn)替代與性價(jià)比分析
①主流國(guó)產(chǎn)質(zhì)量流量計(jì)廠家
國(guó)產(chǎn)質(zhì)量流量計(jì)廠家主要有西安東風(fēng)機(jī)電股份有限公司、太原太航流量工程有限公司、青島澳威流體計(jì)量有限公司、沃森測(cè)控技術(shù)(河北)有限公司、北京天辰博銳自動(dòng)化設(shè)備有限公司、大連美天測(cè)控系統(tǒng)有限公司、上海一諾儀表有限公司、北京首科實(shí)華自動(dòng)化設(shè)備有限公司、西安國(guó)儀測(cè)控股份有限公司、成都安迪生測(cè)量有限公司等,在常規(guī)工況(如煉油裝置原料計(jì)量、罐區(qū)裝車)中,精度可達(dá)到±0.2%~±0.5%,價(jià)格僅為進(jìn)口質(zhì)量流量計(jì)品牌(如艾默生、科隆、橫河、E+H、西門子、ABB、霍尼韋爾、阿自倍爾、法米特等)的50%~70%。
②替代場(chǎng)景適配
非貿(mào)易計(jì)量的工藝控制場(chǎng)景(如催化劑注入、溶劑回收)可優(yōu)先選用國(guó)產(chǎn)質(zhì)量流量計(jì)品牌;貿(mào)易計(jì)量或極端工況(如-196℃的LNG計(jì)量、30MPa高壓井口計(jì)量)可選用“進(jìn)口核心部件+國(guó)產(chǎn)組裝”的混合方案,平衡精度與成本。
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