流量仪表在化工行业中的选型及应用策略

李煜

（大庆石化公司设备维修中心，黑龙江 大庆 163714）

在化工行业的生产运行过程中，流量仪表发挥着至关重要的作用。而在流量仪表的具体应用中，要想实现其应用效果的良好保障，科学的选型与合理的应用至关重要。因此，在具体的化工生产制造过程中，化工企业和相关的技术人员一定要根据实际情况、结合实际需求，对相应的流量仪表进行科学选择，并通过合理的方式将其应用到化工生产中。通过这样的方式，才可以让流量仪表在化工行业中发挥出自身充分的作用与优势，促进化工行业在当今时代中的良好经营与发展。

1 化工行业流量仪表主要分类及其特征

1.1 差压式流量仪表

差压式流量仪表在当今的化工行业中属于一种类型和数量众多的流量仪表，根据其节流装置的不同形式，可将其分成若干种不同的流量仪表，比如，楔式流量仪表、平衡式流量仪表、流量喷嘴、文丘里管以及孔板等。这些流量仪表都具有同样的测量原理，但是，在具体应用中，需按照实际的工况需求来进行流量仪表类型的合理选择。差压式流量仪表具有很强的适应性、广阔的量程范围、稳定的运行效果、非常低的故障率，基本无须维护。凭借着这些优势，差压式流量仪表在当今的化工行业中具有相当广泛的应用范围。但是，因为差压式流量仪表并不具备足够高的测量精度，所以在化工生产装置中，通常借助此类仪表来进行精度要求不高的中间过程控制。而在进行蒸汽等容易受温度、压力变化所影响的流体流量测量中，则需要通过温度压强补偿装置的加设来确保测量效果。

1.2 涡街流量仪表

涡街流量仪表的可调整范围非常宽，在多种工艺介质条件下的蒸汽、气体和液体流量测量中都十分适用。但是，因为卡门旋涡的产生需要一定程度的速度条件，所以涡街流量仪表的零点切除点也很高。在具体的化工生产过程中，可借助涡街流量仪表来进行最小流量值受流体速度、雷诺数以及信噪比所限制的流量测量。但是，在具体的应用过程中，涡街流量仪表对于机械振动以及流体振荡都十分敏感，如果其测量频率范围内有振动频率进入，便很容易引发随机性的测量错误，甚至是系统性的测量错误。

1.3 电磁流量仪表

电磁流量仪表是以电磁感应原理作为依据而研制的一种化工流量测量仪表，此类仪表在很多的导电液体流量测量中都十分适用，但是，在蒸汽或者是气体流量测量中不适用。同时，电磁流量仪表也适用于油腻、肮脏的介质环境中，或者是应用在含有固体的液体和污水流量测量中。凭借着这些应用优势，电磁流量仪表在当今的化工行业中也得到了广泛的应用。

1.4 质量流量仪表

在化工行业的质量流量仪表中，最常用的是科里奥力质量流量仪表，该仪表在气体和液体力量测量中十分适用，但在蒸汽流量测量中并不适用。具体应用中，该流量仪表不会被流体黏度变化所影响，所以在乳化剂以及泥浆等的流量测量中具有良好的应用优势。在其密度允许范围内，流体的密度变化也不会对其测量效果产生影响。同时，该流量仪表在单向以及双向形式的流量测量中均适用，且其中的所有部件都不可动，不容易损坏。但是，由于质量流量仪表对于机械振动以及振荡流都较为敏感，如果其自然频率范围内有振动频率进入，便会引起随机性的测量错误。

2 化工行业中的流量仪表选型

2.1 选型原则

在对化工行业中的流量仪表进行选型时，相关企业和技术人员应对以下几个方面的原则做到足够重视：（1）流量仪表应结合各种的工艺过程参数来进行选型，比如，最大工况和设计工况条件下的流体速度、状态、温度、密度、黏度、压力等，且需要对其操作模式的具体变化以及非正常情况下的操作条件进行综合考虑，比如，调试、开工以及紧急情况等的操作条件。（2）在流量仪表的具体选型中，化工企业还需要考虑是否在特殊工艺方面具有相应的要求，比如，介质内是否存在固体颗粒、是否有侵蚀和腐蚀情况等。（3）如果流量仪表需要安装在化工管道内部，则需要对其材质与等级要求进行全面考虑，且应该使其压损比工艺管道中的最大压损允许值小。（4）具体选择中，应确保流量仪表自身的测量精度、稳定性及其价格之间成正比关系，以此来实现性价比的良好控制。（5）为确保流量仪表的应用效果及其安全性，在具体选择中，一定要对其安装要求做到足够重视，并根据安装位置实际的振动情况以及流体流向等进行流量仪表的合理选型。

2.2 具体选型

（1）差压式流量仪表的选型，选型中，主要应考虑节流元件的压降最大允许要求以及测量介质所具有的物理特征。比如，在对高压蒸汽进行测量时，可选择喷嘴；在对较短的直管段进行流量测量时，可选择平衡式流量仪表；在对压降最大允许值较小的气体流量进行测量时，可选择文丘里管；在对具有较大黏度的液体流量进行测量时，可选择楔式节流元件。

（2）涡街流量仪表的选型，选型中，化工企业与技术人员应注意以下几点：第一，雷诺数需超过20000，40000以上更佳，且可测量流量值一定要比具体应用中的最小流量值低；第二，在湿蒸汽或湿气体等的两相流量测量时，不应选择此类流量仪表；第三，在侵蚀性、蜡质或者很黏的介质中，不应该选择此类流量仪表；第四，为使其在流量最小的工况下具有良好的可操作性，具体选型中，需要使其口径比管道口径小1～2个等级。

（3）电磁流量仪表的选型，选型中，化工企业和技术人员应注意以下几点：第一，最小电导率应根据生产厂家的建议进行选择，通常需控制在0.05～20μS/cm；第二，需要对衬里材料进行合理选择，表1是电磁流量仪表中的几种常见衬里材料及其选择中需要注意的问题。第三，在对电极材料进行选择的过程中，不仅需要对被测介质所具有的耐腐蚀性能进行全面考虑，同时，也应注意防止电极表面效应的产生。

表1 电磁流量仪表中的几种常见衬里材料及其选择中需要注意的问题

（4）质量流量仪表的选型，具体选型中，化工企业与技术人员应注意以下几点：第一，因此类仪表的等级和口径都有限制，若一台不能满足实际应用需求，可选择两台或多台；第二，此类流量仪表可用来进行化学剂注射，但此项应用一定要通过权威机构检定；第三，此类流量仪表的流量管有很多材质，但是，若介质中存在卤素，则不可选择不锈钢材质；第四，如果工况存在正常与非正常两种，选型中一定要注重其压降，且在具有腐蚀气体的条件下不可应用，以免对流量仪表造成严重损坏；第五，此类流量仪表也可用来测量气体流量，但具体应用中需咨询其生产厂家，以此来确保其稳定性，尤其是密度较小的流体，其测量精度可能会受到影响；第六，在两相流测量中，不应选择此类流量仪表；第七，为防止仪表被腐蚀，在盐雾或者是潮湿条件下，应对气密形式的传感器进行合理应用。

3 化工行业流量仪表的应用策略

3.1 差压式流量仪表的应用策略

在差压式流量仪表的具体应用中，化工企业与技术人员应注意以下几个方面。

（1）因为不同节流元件对直管段具有不同的需求，所以在具体应用中，一定要根据实际需求来进行差压式流量仪表的合理安装与应用。

（2）在此类流量计的具体应用中，引压管的安装是一项重点内容，所以技术人员一定要根据实际情况进行引压管的合理安装。

（3）具体应用中，化工企业需对实际的生产工艺与气候因素做到全面考虑，并通过液体密封、冲洗、保温、隔膜密封以及伴热等的方式做好流量计保护工作。

（4）对于角接取压孔板以及口径比较小的孔板，只可以将其应用在水平管线中，而其他形式的流量元件则可以应用到竖直管线中，如果介质是蒸汽或者是其他气体，流体的流向需要从上到下，如果介质是液体，流体的流向则需要从下到上。

（5）对于水平管线上的压力式流量仪表，应用时，应注意防止其下游取压口位置被污染。

3.2 涡街流量仪表的应用策略

在通过涡街流量仪表进行化工行业的流量测量中，化工企业和相关技术人员需重视以下几项内容。

（1）直管段的上下游要求通常为后5D前15D，特殊情况下需要根据生产厂家的要求来进行设置；法兰过度位置或者是上游管道一定要保持光滑，且应该和管道平齐，不可出现毛刺现象。

（2）涡街流量仪表通常在横管或者是竖管流量测量中比较适用，如果在横管上安装，则需要安装在水平位置，以此来实现碎片与沉积物的减少；在对横向管道中的气体流量进行测量时，不可将该流量仪表安装到最低点，以免出现冷凝现象，对测量结果造成不利影响；在对竖管中的流体进行流量测量时，其流体的流向应从下向上。

（3）在对液体流量进行测量时，需要让液体在正常工况下将管道充满。

（4）在非正常工况条件下，该流量仪表可测量凝结为液体的气体，但此时需做好排液设施的设置，防止漩涡发生体被破坏。

（5）在涡街流量仪表安装前，一定要做好管道清理工作。

3.3 电磁流量仪表的应用策略

在电磁流量仪表的具体应用中，为确保其应用效果，化工企业应注意以下几点应用策略。

第一，此类流量仪表可以在直管流体测量要求的任何位置进行安装，但是，要保障被测管道中的流体充满管道。第二，应用中，电极轴向应保持水平，这样才可以有效避免电极遭到污染和气泡聚集所造成的测量信号丢失问题。第三，流量仪表的接地环一定要严格按照生产厂家的实际要求来进行安装。第四，流量仪表不可和金属支撑等的大导体表面临近。第五，在选择PTFE衬里的情况下，需要严格根据生产厂家的要求将工艺连接螺栓拧紧。第六，为确保测量效果，并避免衬管被损坏，不可应用金属缠绕形式的垫片和石墨垫片。第七，如果被测液体中有气体存在，此类流量仪表需要在竖直管道上设置，且最低流速应控制在0.3～0.5m/sec；最高流速应控制在3.5m/sec以内。

3.4 质量流量仪表的应用策略

在质量流量仪的具体应用中，化工企业与技术人员需做好以下几项应用策略的控制。

（1）该流量计可在任何位置进行安装，但是，应以自动排放形式的安装为主，让测量管中的流体可实现自动排放。

（2）科里奥力质量流量仪表并不具备直管段的要求。

（3）具体应用中需做好相应的支撑设置，以此来避免振动对测量结果的不利影响，尤其是在进行贸易计量的过程中，更应做好振动等应力的消除，为达到这一效果，可通过波纹管来消除其应力。

（4）具体应用中，不可将过程连接用作流量仪表的支撑，且需要单独进行流量仪表阀门和旁路的设置。

（5）如果将质量流量仪表用来进行脉动情况的测量，则不可将脉动阻尼器以及压力表等应用其中。

4 结语

综上所述，在对流量仪表进行选择和应用的过程中，化工企业与相关技术人员一定要对流量仪表的主要种类及其特征做到全面了解，按照相关原则进行流量仪表的合理选型，并通过科学合理的措施将其应用到化工生产中。通过这样的方式，才可以发挥出流量仪表的应用优势，确保其测量效果，满足实际的化工生产需求，促进化工行业在当今时代中的良好发展。