浅谈扬子巴斯夫二期项目流量仪表的安装

摘 要：测量流体流量的仪表称为流量计或流量表，流量计在石油、化工、电力、冶金等工业生产中应用很广，用途和维俢量也很大，在化学工业生产中是确保安全生产的眼睛，随着生产的发展和科学的进步，对流量计的要求也越来越高，条件也更加复杂。例如：在工艺条件上从低温低压到高温高压，在流体状态方面有层流、紊流和脉动流，流体本身也有低黏度、高黏度和强腐蚀性，流体有气、液、固相和两相流体，测量范围每秒数滴到每小时数吨等，测量标准从体积流量到质量流量。复杂情况测量的方法得到了很快的发展。

关键词：仪表;安装;流量

现就扬巴二期项目建设中遇到的流量仪表作下论述：

一、节流式流量计

测量低压蒸汽，以扬巴二期1区NIS项目用到的德国Endress+Hauser（简称E+H）生产的一体化孔板为例。

节流式流量计由节流装置和差压计组成，它们之间用测量管与其它辅助器件连通。

标准节流装置有标准孔板、标准喷嘴和文丘里管，其它形式标准节流装置有圆缺孔板、1/4圆喷嘴、双重孔板等，取压方式一般为角接取压或法兰取压，其中角接取压有两种：单独钻孔取压和环室取压。

差压检测系统由流量计取源部件、差压变送器和流量显示仪表组成。

节流装置安装要求：

节流装置上下游侧直管段长度的确定原则是：当施工图设计有明确规定时，应遵照设计规定执行;当设计无具体规定，可按照前8DN后5DN的经验做法实施。

节流装置的法兰端面应与管道轴线相垂直，其几何中心也应与管道中心重合。

节流装置密封垫片的内径不得小于工艺管道内径，应与管道同轴，不允许偏置。

节流装置在水平和倾斜的工艺管道上安装时，取压口的方位应符合下列规定：

当测量气体流量时，应在工艺管道的水平中心线上半部;

当测量蒸汽流量时，应在工艺管道的上半部与工艺管道水平中心线成0～45度夹角的范围内，通常取压口方位与工艺管道中心线平齐，以便安装冷凝罐;

当测量液体流量时，应在工艺管道的下半部与工艺管道水平中心线成0～45度夹角的范围内;

节流装置其安装必须在工艺管道吹扫后进行;

节流装置的环室与孔板有“+”侧应在被测介质流向的上游侧。当用箭头表明流向时，其指向应与被测介质的流向一致，当无标记时，应以环室凹凸接合密封面结构来分辨，凸面部分应在节流元件的上游侧，凹面部分应在下游侧;

节流元件的安装方向：孔板的锐边或喷嘴的圆弧面应迎着被测流体的流向。

差压计的安装要求：

1、位置的选择：应靠近节流装置，便于安装、维护和观察，不影响操作人员通行，做到“四无”：无强烈振动，无高温，无腐蚀，无强磁干扰。

2、标高的确定：测量管道和仪表内介质应为单一物相，不准混相。

当被测流体为液相时，流量计应低于节流装置，以利于液相内气泡排除，否则应在测量管最高处增设集气器和排气阀;

当被测流体为气体时，流量计应高于节流装置，以利于冷凝液回流于工艺管道，否则应在测量管最低处增设集液器和排水阀;

3、安装形式的定位：可在保温箱内安装亦可在柱型支架上安装，都必须垂直安装，仪表中心距安装地面的高度一般为1.2～1.5M以便观察显示部分。

二、浮力式流量计

测量氮气，以扬巴二期1区NIS项目用到的德国科隆KROHNE生产的金属管浮子流量计为例。

浮子流量计以锥形管材质划分，有玻璃管浮子流量计和金属管浮子流量计。玻璃管浮子流量计以就地显示为主;金属管浮子流量计有就地显示型和就地显示+远传型两种，有普通型、防腐型与夹套型。扬巴二期1区NIS项目采用的是金属管浮子远传式流量计。

安装主要注意以下几点：

金属管浮子流量计多为法兰式连接，必须垂直安装在流体流向是自下而上的垂直管段上;

直管段要求在上游侧5DN，下游侧3DN，且截流阀和流量控制阀都必须在流量计下游;

对于有铁磁性杂质的介质，浮子流量计前最好安装磁过滤器，并定期清洗;

浮子流量计法兰的额定尺寸必须与管道法兰相同，配合的法兰必须在自由状态对中，以消除应力;

为避免管道振动与最大限度减小流量计的轴向负载，管道应有牢固的支架支撑;

浮子流量计属非标准流量计，不能互换元件。

三、电磁流量计

测量生产水，以扬巴二期1区NIS项目用到的德国Endress+Hauser（简称E+H）生产的53P50为例

电磁流量计是测速式流量计，适用于具有导电性液体体积流量的测量。其输出特性与被测液体的密度，黏度，流动状况无关，可用于测量有腐蚀性，或带有固体微粒的流體及浆状物料，但不能测量气体，蒸汽和非导电性液体，其通常由传感器，转换器和显示仪组成。

电磁流量计结构无可动部分，安装并不复杂，只是电气方面要求比较严格，其安装需要注意以下几点：

1、电磁流量计，特别是小于DN100mm（4”）的小流量计，在搬运时受力部位不可在信号变送器的任何地方，应在流量计的本体。

2、最小直管段上游侧≥5DN，下游侧≥2DN.

3、其测量管必须完全注满介质，垂直管器内液体必须是至上而下流动的。流量计的正负方向与介质流动方向一致。

4、传感器在水平或倾斜工艺管道上安装，其两支检测电极应处于水平位置，不允许处在工艺管道的正上方和正下方位置。

5、传感器不可安装在工艺管路最高水平管段上，管段最高处易集聚气体。

6、传感器安装应避免强磁场场所，要求将传感器外壳，被测介质和工艺管道三者必须连成等电位，并要求独立接地，接地电阻小于10Ω.接地环材质为耐腐蚀不锈钢，宽约30mm的圆管管颈，接地线应选用16mm?多的铜芯线。

7、保证螺栓，螺母与管器法兰之间留有足够空间，以便装卸，切不可损坏传感器法兰口聚器四氟乙烯涂层，可用力矩扳手紧固螺母。

8、传感器和转换器是成套包装，配套使用，不可随意更换。

9、变送器和二次仪表必须使用电源中的同一相线，否则由于检测信号和反馈信号相位差120°使仪表不能正常工作。

四、涡街流量计

测量丁二烯，以扬巴二期IOU区裂解罐区项目用到的罗斯蒙特公司生产的8800系列为例

涡街流量计亦称旋涡流量计或卡门涡流量计 ，仪表工作特性不受流体压力，温度，黏度，密度等影响，适用于洁净气体，蒸汽和液体流量的测量。

其结构有两种形式：一种是一体化结构型，集传感、转换、显示于一体，可实现就地显示和远传，另一种分体型，由传感器，转换器两部分组成。扬巴二期裂解罐区项目采用的是一体化涡街流量计。

涡街流量计安装方便，但对安装位置选择格外严格，其安装要求如下：

1、传感器安装应选择直管段较长振动较小的地方，当管道振动较大时，应在管道边固定支撑;

2、传感器的上游直管段长度依据上游管道配管条件而定，一般前20D后5D以上。如果管边上安装有手操阀，控制阀等，传感器安装位置应选择至阀门上游侧5DN以上的直管段;

入口及出口的直管段要求：流体是否处于紊流状态是涡街流量计精确测量的先决条件，所以入口及出口的直管段是确保流体处于紊流状态的关键。入口直管段和出口直管段要求如下图所示。

安装位置：涡街流量计可以水平、垂直或其他任意倾斜角度安装。当测量介质为液体时，一般情况下，介质的流动方向应由下向上。

3、对于蒸汽气体流量计测量，根据需要可进行温度，压力，密度的设定或温压补偿。

4、流量计连接方式有插入式连接，法兰式连接，夹持式连接三种方式。插入式连接方式多用于较大口径管道，插入式连接件有固定法兰式和法兰卡套组合式两种形式，插入式应预制法兰连接短管，法兰规格形式应与传感器部件法兰相符。夹持式和法兰式应注意安装方向，密封垫片的内径不可小于管道内径，更不可垫偏。

五、质量流量计

测量异丁烯，以扬巴二期IOU区裂解罐区项目用到的艾默生-高准公司生产CMF型质量流量计为例

质量流量计分为直接式质量流量计和推导式质量流量计。这里主要说第一种，直接式质量流量计的传感器输出特性与过程温度、压力、黏度和密度等参数无关，由传感器、转换器、数字显示累积器三个主要部分构成，其安装主要注意以下几点：

1、位置。应选取过程管线的较低处进行安装，以便保证在零点标定和运行时，过程流体充满传感器;

2、直管段。流量计在上下游不需要专门的直管段，可安装在水平、倾斜和垂直工艺管道上;

3、安装方向。一个原则只要保证流量管内充满过程流体，流量计可以安装在任何方向;

4、流量方向。外壳上的箭头标志方向应与流体方向一致。对于安装在垂直方向的过程管线上的传感器，如果过程流体是液体或浆液，流体应当从下到上流过传感器;如果过程流体是气体，流体可以从下到上也可以从上到下流过传感器;

5、振动。流量计安装应尽量减少过程连接上的扭矩和弯曲负载;同时不要使用传感器来支撑管道，若遇强振动位置时，最好使用橡胶缓冲安装连接器来为传感器提供附加支撑;

6、转换器。转换器安装位置与传感器之间的距离宜近不宜远，使用厂家指定专用电缆接线，并做好可靠接地。

六、超声波流量计

扬巴二期用到的超声波流量计有两种，一种是E+H公司生产的92F型超声波流量计，测量冷冻水，用在IOU区裂解罐区项目。另一种是GE通用电气生产的XMT868I型超声波流量计，测量循环冷却水，用在公用工程第一循环水项目。

1、92F是世界上第一台回路供电（两线制）的管道式超声波流量计，安装时保证前后5D的直管段，介质要淹没两个传感器，两个传感器最好要在同一个水平面上。

2、XMT868I是四线制流量计，电源220VAC，同样要保证前后5D的直管段。介质要淹没两个传感器，如果介质没有淹没传感器，气液两相会造成表头显示值为负值，数字飘忽不定。两个传感器最好要在同一个水平面上。

七、转轮流量计

扬巴二期用到的转轮流量计是美國GEORG FISCHER（GF）公司生产的，用于测量循环冷却水，在CWWRU清净废水项目上得到很好的应用。

转轮流量计对测量介质洁净度要求较高，介质粘稠度不能过大，安装时要保证叶轮的中心与取源短管管口齐平，且流体要浸没叶轮。

参考文献

[1] GB50093-2002自动化仪表工程施工及验收规范

[2] SH/T3521-2007石油化工仪表工程施工技术规程

[3] SH/T3104-2000石油化工仪表安装设计规范

[4] 70-010-00-0-0-00-009_R02扬子石化-巴斯夫有限公司仪表安装工作一般规定

[5] PS-00612，Rev.E高准（Micro Motion?）R系列科里奥利流量计产品样本

作者简介：吴葵（1982.08），男，汉族，安徽桐城人，本科，中级工程师，研究方向：石油化工自控仪表技术。