温敬鸿
安徽实华工程技术股份有限公司上海分公司，上海，200129
摘要：伴随我国社会经济飞速发展，石油作为一项重要的能源，在多个领域中发挥着极其重要的作用。将流量仪表应用于石油化工行业当中可以在很大程度上节约成本，提高生产效率。现阶段，市场当中的流量仪表种类越来越多样化，不同类型仪表的适用范围与环境也存在差异，只有在了解仪表特征的基础上才能够将各类流量仪表的作用充分发挥出来，以便于更好地提高石油化工企业的生产效益。为此，本文探讨了流量仪表的类型与选择要点，并分析了其选型应用的具体策略，希望通过本文的分析可以为相关行业工作者提供一些参考。
关键词：石油化工；流量仪表；选型应用
当前我国国际市场一体化的进程在不断加快，同时石油化工行业也面临着巨大的挑战，如何有效提高企业生产效率，提高产品质量已经成为现阶段石油化工企业需要面对的一项重要问题。经过有关人员调查发现，科学的进行流量测量仪表的选用可以在很大程度上控制企业成本，达到提高生产效率的目的。但不同工况下各类工艺介质所需要的流量仪表类型存在差异，因此，需要结合具体的生产状况来科学的选择，以期推动石油化工企业长期稳定的发展。
1?流量仪表的主要类型
1.1?涡街流量计
涡街流量计是根据卡门涡街原理来进行气体、液体或蒸汽流量测量的仪表。当在流体中插入一个障碍物时，流体的流动就会受到影响，障碍物的两侧交替分离释放出两串旋涡，在下游形成互相平行的两个旋涡流，称为卡门涡街。因为旋涡是有规则的，即涡街的频率与流体的流速成正比，因此可以根据旋涡脱离旋涡发生体的频率来确定流体的流量。
涡街流量计具有测量精度高，结构简单的特点，并且量程比高，能达到10：1及以上。测量体积流量时几乎不受流体温度、压力、密度、粘度等参数的影响。流量计的内部没有可动元件，也没有节流部件阻碍工艺介质的流动，因此使用过程中的压力损失比较小，仪表参数能长期稳定。缺点是抗振性能差，外部振动会使涡街流量计产生很大的误差，甚至无法正常工作；无法使用在工艺介质脏污的工况，涡街发生元件很容易被介质污染或吸附，导致结构外形变化，进而影响测量精准度；对前后管道直管段长度要求高，如果需要达到理想的测量精度，涡街流量计直管段至少要保证前20D、后5D。
1.2?质量流量计
科里奥利质量流量计在实际的使用过程中，通过旋转体系（U形测量管）中的质点运动来进行测量。质点在直线运动时会产生惯性，且会随着之前的方向持续的运动。但因为U形管体系是旋转的，所以也导致质点的运动方向形成偏移，产生科里奥利力。在驱动系统的作用下，U形管以固定频率振动，在流体运动产生的科里奥利力作用下，U形管发生扭曲。因此，可以通过U形测量管的扭曲角来实现流体质量的测量，从而达到流量测量的目的。该测量方法具有更高的测量精度和重复性，测量时不依赖流向，即可进行双向流量测量，通常来说更适用于高粘度、低含气流体、固体浆料和高密度高压气体的测量，适用范围比较广。在测量过程中，其结果也不会受到温度、压力与粘度的影响。但同时也存在体积重量大、不适用于大管径管道测量、受外部振动影响大、价格昂贵等缺点。
1.3?差压流量计
差压流量计是一种应用较为广泛的流量仪表，其工作原理是能量守恒定律，主要构成元件包括节流装置、差压变送器与流量显示仪。在节流装置的作用下，流体的流速减小，一部分动能转化为静压，从而增加了管道内壁的压力。流体通过节流装置之后可以引起流速的加快，部分的静态压力又重新转化成为动能，减少对管壁的压力，因此节流装置前是有压差的，由于压差的平方根与流量成正比关系，所以通过测量的差压值即可计算出管道中介质的流量。差压流量计具有结构简单、价格低廉、适用范围广等特点，在大多数流体检测中都可以得到很好的应用，节流装置、变送器、显示仪等构成元件也都可以通过规模化的方式来进行生产。
差压流量计也存在一些缺点，例如使用常规的孔板节流件时流体压力损失较大，测量量程比仅可达到3：1至4：1，并且测量精确度较低，因此在对压损要求高、测量范围广以及精度要求较高的情况下不适用。
1.4超声波流量计
超声波流量计的工作原理是通过超声波在流体中的传递，声波的发射和接收与流体本身的流速有着密切的关系，从而实现对流体的流量测量。超声波流量计在实际使用的过程中不需要与流体直接进行接触，通过外贴外夹等非直接接触方式实现对流量的测量，避免了对流体的流动产生影响，因此也被广泛应用在石油化工行业。
应用超声波原理测量流量主要有波束偏移法、时差法与多普勒法三种方式。波速偏移法通过对流体所产生的超声波偏移对进行流量的测量，偏移的角度与流量成正比，偏移角度越大则证明流速越快，在进行测量的过程中，只需要测量信号的强度便可以确定流体的速度；时差法则是利用超声波在流体中顺时针与逆时针时间与传播速度的不同生成时间差，通过对时间差的计算确定流体流速；多普勒法即指在静止点对移动源发射波进行检测，运用多普勒频移来实现对流体的测量。利用超声波进行流体流量测量的主要优势在于一次测量元件可与流体不直接进行接触，便于对特殊流体，如具有腐蚀性、放射性强、易燃易爆等流体的测量。
超声波流量计的缺点主要是可测量的温度范围较低，对于高温流体不适用，并且三种超声波流量测量方式的适用范围均有一定局限性：利用时差法进行测量时只适用于洁净的液体或气体；多普勒法适用于含固体颗粒以及气泡的液体；而波束偏移法则不具备较高的精准度。
2?流量仪表选型要点
2.1?注意测量介质的性质
在选择流量测量仪表的过程中，首先需要对被测流体的性质有一个充分的了解，包括其密度、压力、温度、导电性、腐蚀性等，然后科学的进行仪表选型，从而避免在使用过程中对仪表造成损坏。
2.2?注意仪表所处的环境
在进行流量仪表的选型过程中，应当充分考虑仪表所处的环境，包括温度、电磁、光照强度等等，针对具体的情况来选择与之相适应的仪表。在石油化工行业当中，被测介质大多具有易燃易爆性，因此需要选择具有防爆性能的仪表，并附加防护措施，如在多雷电地区设置浪涌保护器等，以避免在使用过程中发生爆炸和损坏等严重后果。
2.3?注意仪表的安装条件
不同类型流量仪表的安装也存在一定的差异。如在涡街式、差压式流量仪表的安装过程中，对上下游直管段长度的要求更高一些，不然很容易影响到最终的测量精度。而对于质量式、转子式的流量仪表则无需过长的直管段。同时，如果安装位置存在振动，则应选用对振动条件不敏感的仪表。
2.4?注意仪表的经济性
在流量仪表的选型中，成本也是一个需要重点考虑的问题。仪表使用的寿命长、检定周期长、故障率低便可以更好地达到节约成本的目的，促使仪表的作用发挥得更大，为企业发展创造出更多的效益。另外，在测量精度和压力损失要求不高的场合，可以尽量选用孔板差压式流量计，比较经济实用。
3?流量仪表在石油化工行业中的应用
流量仪表是计量科学的一项重要组成内容，在国防建设、科学研究、经济发展等方面都发挥着重要作用。在石油集输，即对油井中生产的石油收集、输送以及处理的过程中，流量计是确保油田生产处理过程顺利进行的重要设备。无论是石油的开采、运输还是炼制，都涉及到流量计的应用。在石油生产中需要着手于油井、计量站、转接站、集中处理站等环节，利用流量仪表对各种流体进行测量，可确保流量参数的准确性，避免由于数据误差造成不必要的损失，同时可以对流体的流量有一个很好地把控，为石油生产的顺利进行奠定良好的基础。
在炼油厂和化工厂的各生产装置，多数工艺流程的流量参数都需要进行监视和控制。各装置中应用最为广泛的就是孔板差压流量计，基本可以占到各类型流量计总量的一半及以上，在各类油品、油气、工业水、蒸汽等工艺介质的流量测量中均可有效使用；涡街流量计在较为清洁的介质例如燃料气、蒸汽测量中的应用较多；在化工厂中一些有酸碱腐蚀的工况下，与介质直接接触的流量仪表在长期使用后存在较大隐患，此时选用非接触式超声波流量计，可以有效避免测量元件被腐蚀的风险；在油品装车等涉及到贸易结算的情况下，则应选用测量更为精准的科里奥利质量流量计。
4?结束语
综上所述，在现代社会背景下，流量仪表的合理选型是石油化工行业提高生产效率的重要前提，这就需要相关人员具有丰富的专业知识与实践经验，并对流量仪表在石油化工中的应用意义有一个充分的认识，科学地选用仪表，确保其适用性、精准度、经济性等各方面都满足要求，从而推动我国石油化工行业更好的发展。
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