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如何在油氣及石化行業中選用合適的大口徑科里奧利質量流量計

時間:2017-12-20 13:11 來源:http://www.zppyue.icu 點擊數:

概述:

在過去的十年間,越來越多的過程儀表廠家在進行 大口徑科里奧利質量流量計的研發以滿足油氣和石化 行業中對于大流量油品氣體,以及化工介質貿易交接測 量的要求。而高精度的質量流量和密度測量,也使得此 技術越來越多的被客戶所接受。但由于技術難點的存 ,在當下市場上,仍只有不多的過程儀表廠家可以生產 較大規格的大口徑科里奧利質量流量計。

與小口徑規格不同,市面上不同廠家對大口徑質量 流量計的設計方式存在較大差異。在圖1中,可以看到 的是在2016年之前市面上的兩種常見的大口徑設計方 式。一種設計方式使用的仍是傳統的U型管設計,而另外一種則采用的是圓形UFO型)設計。U 型管設計方式采用分流器將其中的兩根測量管從過程連 接處分隔開。圓形UFO型)儀表設計采用了兩組雙管的 設計,在每一側的雙管均使用分流器將其從過程連接處分 隔開。由于儀表規格較大,這兩種設計方式的立體尺寸和 重量均大幅度提升。對于客戶,撬裝廠以及工程公司來 講,這將帶來在安裝和管線設計方面的巨大挑戰。

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安裝考慮:

簡單來說,安裝此類儀表不外乎兩種安裝方式,一是 水平安裝,測量管需朝向向下。二是垂直安裝,如旗幟一 般,測量管從管線處向外延伸。

對于圖1中所示的兩種設計方式,讓我們來想象一 下當對U型管儀表在液體應用中進行安裝時的情形。在 這種情況下,為了確保儀表測量管滿管,且不產生氣體堆 積的情況,儀表測量管必須垂直向下,測量管底部與地面 平行。而由于大多數的工藝管線距離地面距離通常不超 過1 m,通常沒有足夠的立體空間來安裝這樣一臺U 管儀表除非是在地面上為其進行專門的開安裝孔,但這 不僅會造成施工的成本增加同時,客戶為了保證此安裝 孔洞的清潔,不積水結冰,需要有更多的顧慮。

而當兩根平行管線距離較近時,無論是圓形UFO 型)還是U型的設計都會為安裝帶來巨大挑戰因為兩 根平行管線間不會有足夠的安裝空間。在這種情況下 通常客戶不得不進行額外的管線布置來安裝儀表。對于 U型管儀表,如果像旗幟一樣安裝會造成安裝空間的大 幅增加并使得現場的管線結構極為復雜。同時,此類安 裝時儀表自身重量被加在儀表過程連接處會對測量管 造成較大機械應力和噪音,從而產生可能的不準確測量。

貿易交接:

貿易交接應用所使用的流量計需要在現場進行不定 期的驗證和標定。此類現場驗證多數情況下是由小型體 積管來完成的。一個小型體積管會推動已知的小型’體 積通過儀表,并記錄儀表的累積量。任意一個丟失的脈沖 都會造成額外的不確定度和重復性的偏差。所以,對于標 定和驗證結果,優異的零點穩定性是最重要的關鍵。零點 穩定性代表了一臺質量流量計在充滿靜態的液體情況下 的穩定性能。噪音以及機械應力都會對零點穩定性造成 較大影響,從而導致較差的現場驗證和標定結果。

市場需求:

基于市場調研的結果多數客戶均表示其希望所使 用的儀表是安裝空間較小,且易于進行安裝和拆卸的。 儀表的安裝如果可以與其他管線非常接近或者不需要 進行任何管線上的變動,可以使客戶大大優化其對安裝 平臺和裝置的空間和管線優化,從而降低成本以及風險。

此種設計應該能夠通過最簡單的方式被安裝于任何 工藝場合,無論是垂直的還是水平安裝方式,抑或任何其 他角度的安裝,都不會對零點穩定性或精度產生任何影 同樣也不會對測量元件產生噪音和機械應力的影響。

其他的要求包括:針對不同應用環境的適用性例如 防爆認證);可溯源的貿易交接級標定;二級壓力保護腔 ;可通過小型體積管進行現場的貿易交接驗證,以及多種通訊方式的選項等。

KROHNE解決方案:

KROHNE在近期發布了 OPTIMASS產品家族的最新 成員。該產品是世界上唯一的四直管設計方式的科里奧 利質量流量計具備最小的安裝空間。該儀表是世界上 最大流通量的質量流量計,其流量上限可達4 600 t/h

在圖2及圖6中可以看到,其獨特的直管型設計方 式使得儀表可以被輕易的安裝于任何方式的管線中。同 時由于其帶有二級壓力保護腔體的設計,耐壓可達到 180 barg而由于科里奧利質量流量計的測量原理,其不 需要上下游直管段。這使得該儀表即便是被安裝在極其 緊湊的空間中仍可實現高精度和可靠的測量。同時 為客戶顯著降低了安裝以及運輸的成本。

液體介質通過大口徑彎管質量流量計,尤其是被垂 直如旗幟一樣安裝方式的情況下,會產生巨大的壓損從而造成泵和能源的損耗。KROE所提供的四直管科里 奧利質量流量計使用優化的分流器結構(如圖3)降低了 泵和能源的損耗。

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 溯源標定:

對于此類最大規格的質量流量計進行溯源標定,需 要非常大的標定裝置。KROHNE在英國Wellingborough 的生產廠,已經投建了世界上最大的質量流量標定裝置 來迎接這個挑戰。

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為了將質量流量計標定至±0.05%的溯源標定精度,使用的標定裝置不確定度需要3倍精確于此精度。 KROHNE所投建的質量流量標定裝置已被UKAS (英國皇家 認可委員會)進行形式認定,其裝置擴展不確定度達到 0.017%。據此KROHNE的最新標定裝置可以對OPTI- MASS2400-S400 16科里奧利質量流量計進行高達2 000 t/h 0.05%精度溯源標定。如圖5中所示,該標定裝置是世界 上最大的單體質量流量標定裝置。

如在前文中所述,對于大流量貿易交接測量的質量 流量計,零點穩定性是非常重要的參數。KROHNE通過 專利的節點盤技術將測量系統和過程工藝管道隔離 點盤技術會衰減并隔絕來自于過程管線的噪音和振動。 而由于管線安裝扭矩所帶來的應力則一方面通過剛性 的二級壓力保護腔體衰減,一方面通過KROHNE專利的 一體化剛性補償技術進行補償,從而保護儀表精度性能 不受影響。

在圖4中所示的‘節點盤技術’被KROHNE首個用 在雙管技術中并將其進一步延伸至四直管質量流量計 的設計方式中。節點盤所帶來的效果如此明顯,使得儀 表可以被直接支撐于表體上。

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?創新的四直管專利設計使其同時達到最大的流 通量和最小的安裝空間

?溯源0. 05%精度選項,可標定至高達2 000 t/h ?具備OIML R117/R137, MID貿易交接認證符合 API, AGA 準貝IJ

?自清潔與自排空 ?最優化的分流器以降低壓損 ?專利的‘節點盤技術’使得測量不受過程條件影響 ?最高耐壓可到180 barg

?高達150 barg的二級壓力保護腔體,為油氣化工行 業提供最高安全性。


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