石油化工工程中仪表的选型方法及要点分析

韩长城

（大庆石化公司物资供应中心，黑龙江大庆 163000）

1 常见化工仪表及其选型方法

1.1 温度仪表

化工生产过程中，温度仪表以摄氏度为计量单位，并且温度数值可以直接读取。在对温度仪表进行使用时，应注意温度的测量范围，通常来说在温度仪表量程内的50%～70%为宜，最大测量高温不应大于温度仪表量程的90%。此外，若是多个测量元件共用同一个显示表，应确保温度条件在温度仪表量程的20%～90%内，对于个别特殊的测量点，其使用温度能低至仪表量程的10%。温度仪表具体可划分为就地温度仪表与集中检测温度仪表两种类型，它们在适用范围与测量精度方面都有所区别。

1.1.1 就地温度仪表

就地温度仪表的使用应事先明确需测量的温度范围、检测环境、工作压力等，对这些因素应综合考虑，进而选择合适型号的就地温度仪表。就地温度仪表主要包括以下4 类。

（1）带外保护套管双金属温度计。在化工生产过程中，带外保护套管双金属温度计是应用最为广泛的温度仪表，其测量范围为-80～500 ℃。通常情况下，带外保护套管双金属温度计刻度盘直径规格为100 mm，特殊情况下也可选用直径150 mm 的温度计，例如温度计安装位置较高、观察距离较远、照明条件不理想等情况下，选择直径为150 mm 的温度计为宜。

（2）电接点双金属温度计。这种温度计是在需要进行位式控制，以及发出相应报警要求下应选用的温度仪表。电接点双金属温度计仪表，其外壳与保护套管在连接方式的选择方面，应遵循便于观察的原则，可选择轴向式、径向式以及万向式等。

（3）玻璃夜体温度计。这种温度计主要适用于对于测量精度要求高、测量环境稳定且又便于观察的测量条件，其可测量的温度范围为-80～1000 ℃，其使用条件除了需要确保满足位式控制与报警要求之外，还应实现测量环境的恒温控制。

（4）压力式温度计。压力温度计的适用条件下测量范围为-80～500 ℃，当不能进行近距离测量，低温测量出现振动，测量精度要求较高情况下，应考虑选用压力式温度计。

1.1.2 集中检测温度仪表

这是一种适用于以标准信号传输场合的，集成温度测量功能的温度变送器。集中检测温度仪表应根据需要检测元件、保护套管的温度测量的范围、安装场地环境等，综合考虑选择合适的型号。

1.2 压力仪表

压力仪表对于石化生产而言有着至关重要的作用。当前，较为常用的压力仪表主要有液柱式、弹性式与活塞式3 种。在石化企业实际生产过程中，压力测量对安全生产有着关键作用，所以，压力测量仪器选择的重要性越来越突出。通常情况下压力仪表的测量上限约300 MPa。在压力仪表的选择方面，应根据压力传感器、变送器等相关设备的实际情况进行判断、选择，经常需要利用脉冲、高温、结晶等介质使用原理来对相应条件下的压力值进行测量，并得到相对准确的压力值。

1.3 流量仪表

近年来，石化行业的快速发展使得石油生产企业数量不断增加，其生产规模也在不断扩大，也因此对于生产材料、成品等流量测量需求与要求也越来越高。由于流量仪表对于测量精度方面有着较高要求，因此在对流量仪表的选择方面必须做到合理、精准。在流量测量过程中，流量与管道、流量与流体之间都有着十分密切的联系。根据测量介质的不同，可将流量仪表活分为气体、液体以及蒸汽流量仪表3 种类型。常见的液体流量测量一般选择使用符合国际规范的标准节流装置。在石化企业生产过程中，确保流量稳定性有着极其重要的意义，通过对流量仪表的有效使用，实现了对一定时间内流经界面介质体积的准确测量，进而确保对石化生产环节的有效监控。

1.4 物位仪表

物位仪表是石化生产过程中使用最为频繁的仪表之一，其重要作用就是实现对液位的准确测量。测量结果深受被测量物质性状影响，因此，所以在测量时需要物位仪表与浮力仪表配合使用。测量方法包括有电容式、激光式以及静压式等，通过对这些方法的配合使用可以实现对多种物质的测量。在物位仪表对液位和液面进行测量过程中，常用玻璃板液位计进行液位测量，但如果存在测量液位颜色较深或者黏稠度较高、对管壁造成粘染等现象，则不宜使用玻璃板液位计。

1.5 粒位测量仪表

粒位测量仪表的主要作用就是对石油化工生产过程中出现的颗粒状、粉状物质含量的测量，通过对粒位测量仪表的有效应用，准确测量生产过程中微粒含量，实现对生产过程的有效控制，同时也可用于对粉尘爆炸的预防。电容式粒位仪、旋浆式位开关以及重锤式粒位计等，是目前较为常用的粒位测量仪表。

1.6 过程分析仪表

相关规定要求，在进行过程分析仪选择过程中，应事先对分析对象的特质、工艺流程、注意事项等进行深入的了解，此外还应对仪表性能及其使用的限制条件进行了解，尤其是要做好仪表使用前的取样及预处理准备措施，确保测量数据的准确性。

2 石油化工仪表优点及不足

2.1 石油化工工程中仪表优点分析

科技的快速发展，促进了信息化技术在石化生产过程中的广泛应用，有效地弥补了传统工艺的缺陷，大大提升了石化生产过程中仪表的使用水平。石化生产过程中，仪表技术的应用使得生产效率得到了大幅提升。由于仪表技术具备较强的开放性，因此使得生产管理的过程变得更加的方便、高效。同时，化工仪表的应用能够对较大程度地降低人、财、物的支出、消耗，并且随着自动化技术的不断应用与提升，仪表技术在石化生产过程中的应用将逐渐的向智能化发展。可见，石化仪表的应用，能够大幅降低生产成本，促进企业经济效益的有效提升。

2.2 石油化工工程中仪表应用的不足

照明、散热等是石化工程仪表中的常见问题及隐患。石化仪表大多属于电气类仪表，因此化工仪表也存在诸多电气类设备上的使用隐患，其最为明显的则是仪表的供电问题。目前，我国的石化生产仪表电通常采用220 VAC 与24 VDC 两种级别的电压，其中220 V 交流电压应用最为普遍。220 VAC 交流电源由UPS来供电，通过低压断路器控制系统的应用将各种分支、回路转化为24 VDC 等级别的的电源，满足相应仪表的电力负荷要求。

3 石油化工流量仪表选型要点

从实际工作来看，流量仪表作为石油化工行业中一项重要设备，为了有效保证生产高效地开展，在选型上应当要注意以下3 个要点。

第一，仪表使用环境。出于确保流量仪表得以正常工作，石油化工企业在其选型上必须要充分考虑好使用环节温湿度、光照、电磁以及燃爆性等环节情况，随后据此进行选择。比如使用环境为易燃易爆时，流量仪表应尽量选择防爆性能较好的型号。

第二，流量仪表功能。石油化工企业在流量仪表选型上首先要结合被测物质的性质及测量要求进行选择合适的仪表类型。

第三，被测物质性质。石油化工企业在流量仪表选型上还必须充分考虑好被测物质诸如密度、腐蚀性、温度等性质，这样既有助于保证测量结果准确性，同时又可以起到防止对仪表及物质造成损坏或污染的作用。

4 提高石油化工仪表使用安全性的建议

经分析可知，石化工程仪表的使用隐患大多来自于仪表的供电问题，因此，为了确保石化工程仪表供电系统运行的安全、可靠，必须充分做好对电源运作系统及其相关的设计优化、运行调试以及管理维护工作，积极采取有效措施进行安全防护，避免出现安全事故，确保石化生产过程的安全、稳定。

（1）提高总电源及其线路安全、可靠水平。对于石化仪表供电系统而言，要确保和提升其运行过程的安全性与可靠性，必须拥有一个安全、可靠的总电源作为基础。因此，石油化工企业在生产过程中应选用性能稳定、质量过硬，并且标准在10 kV·A以上的市电电源，为生产过程中各种仪表提供电力保障。

（2）对电气仪表的供电系统进行优化。DCS 分散控制系统、SIS 安全仪表监控系统与PLC 系统，是石化自动化、智能化生产的核心系统，这些生产控制系统对于供电的安全、可靠有着较高要求，必须对相关仪表的供电系统的安全性能予以足够重视，通过优化电气仪表的供电系统，为生产过程的有效控制提供安全的电力保障。

（3）对直流供电仪表的冗余电源进行优化配置。为保障直流仪表供电系统较高的稳定性与安全性，应采取并联供电的方式进行供电。通过利用两台不同电源的24 VDC 直流稳压电源，以并联的方式对仪表进行供电。同时在每个直流电源的正极输出端口配置一个较大功率的二极管，用于区分两个不同电源，实现更好的安全管理。