質(zhì)量流量計作為精準(zhǔn)測量多相流體質(zhì)量流量的核心儀表，憑借不受溫度、壓力、粘度變化影響的優(yōu)勢，在石化行業(yè)從原油開采到成品出廠的全產(chǎn)業(yè)鏈中實現(xiàn)深度應(yīng)用，尤其適配高溫、高壓、強(qiáng)腐蝕、高粘度的工況特性，以下從應(yīng)用場景、技術(shù)細(xì)節(jié)、選型要點、維護(hù)規(guī)范等維度全面解析。
質(zhì)量流量計核心應(yīng)用場景及細(xì)節(jié)
1、原油開采與集輸環(huán)節(jié)
①井口計量
用于單井原油產(chǎn)量計量，適配井口10MPa高壓、120℃高溫工況，可直接測量原油-天然氣-水三相混合物的總質(zhì)量流量，結(jié)合密度數(shù)據(jù)分離油、氣、水組分含量(符合GB/T18603-2019《天然氣計量系統(tǒng)技術(shù)要求》)。推薦選用雙U型管科里奧利質(zhì)量流量計，抗振動能力強(qiáng)，可耐受地層流體中的砂粒沖擊。
②集輸管線監(jiān)測
在原油集輸管網(wǎng)中，用于監(jiān)測管線輸送效率，及時發(fā)現(xiàn)泄漏(通過流量突變預(yù)警)，同時為管線保溫、加壓系統(tǒng)提供流量數(shù)據(jù)支撐。需選用防爆等級ExdIICT4及以上的儀表(符合GB3836.1-2021《爆炸性環(huán)境 第1部分：設(shè)備通用要求》)，適配油氣混合物的防爆需求。
2、煉油工藝環(huán)節(jié)
①原料進(jìn)料計量
在常減壓蒸餾、催化裂化、加氫裂化等裝置的原料進(jìn)料口，精準(zhǔn)計量原油、渣油、蠟油等原料流量，為工藝參數(shù)控制(如反應(yīng)溫度、壓力、催化劑配比)提供精準(zhǔn)數(shù)據(jù)，誤差范圍控制在±0.15%以內(nèi)。例如催化裂化裝置中，原料油流量波動直接影響反應(yīng)深度，質(zhì)量流量計可實現(xiàn)閉環(huán)控制，確保產(chǎn)品收率穩(wěn)定。
②催化劑注入計量
加氫裝置中，需精準(zhǔn)注入硫化劑、緩蝕劑等催化劑(流量范圍通常為0.1-100kg/h)，選用微小流量科里奧利質(zhì)量流量計，具備高分辨率(1×10??)，可避免因催化劑用量偏差導(dǎo)致的設(shè)備腐蝕或反應(yīng)效率下降。
③產(chǎn)品分餾計量
分餾塔塔頂、塔底及側(cè)線出料口，質(zhì)量流量計測量汽油、柴油、煤油等中間產(chǎn)品流量，為精餾塔溫度、壓力調(diào)節(jié)提供依據(jù)，確保產(chǎn)品餾程符合GB/T 252-2023《普通柴油》等標(biāo)準(zhǔn)要求。
3、化工生產(chǎn)環(huán)節(jié)
①反應(yīng)物料配比
在乙烯、丙烯等烯烴生產(chǎn)裝置中，精準(zhǔn)計量乙烯、乙烷、丙烷等原料的質(zhì)量流量，實現(xiàn)1:1或特定比例的進(jìn)料控制(如乙烯聚合反應(yīng)中，單體與共聚單體的配比誤差需≤±0.2%)，保障聚合物產(chǎn)品的分子量分布均勻性。
②溶劑回收計量
在芳烴抽提、溶劑脫瀝青等工藝中，測量回收溶劑(如環(huán)丁砜、N-甲基吡咯烷酮)的流量，確保溶劑循環(huán)利用率穩(wěn)定，降低生產(chǎn)成本。需選用耐溶劑腐蝕的材質(zhì)(如哈氏合金C-276)，避免儀表腔體被腐蝕導(dǎo)致的泄漏風(fēng)險。
4、儲運與銷售環(huán)節(jié)
①儲罐進(jìn)出料計量
在原油、成品油油罐的進(jìn)料口和出料口，安裝質(zhì)量流量計實現(xiàn)“罐區(qū)-裝置”或“罐區(qū)-運輸車輛/船舶”的精準(zhǔn)交接計量，誤差需符合GB/T 9109-2019《石油和液體石油產(chǎn)品動態(tài)計量 第1部分：一般原則》要求(貿(mào)易計量誤差≤±0.3%)。部分場景采用“雙儀表冗余配置”，提升計量可靠性。
②裝車/裝船計量
在汽車槽車、鐵路罐車、油輪的裝車/裝船站臺，質(zhì)量流量計與自動裝車系統(tǒng)聯(lián)動，實現(xiàn)定量裝車(如每車裝載30噸柴油)，同時具備流量超差報警、緊急切斷功能，防止溢油事故。儀表需支持RS485或PROFINET通訊協(xié)議，接入罐區(qū)DCS系統(tǒng)實現(xiàn)數(shù)據(jù)實時上傳。
③天然氣計量
在液化天然氣(LNG)接收站、天然氣輸送管線中，測量天然氣的質(zhì)量流量(通過密度補(bǔ)償計算標(biāo)準(zhǔn)體積流量)，符合GB/T 18604-2014《用氣體超聲流量計測量天然氣流量》的補(bǔ)充要求，適配-162℃低溫、高壓工況。
質(zhì)量流量計關(guān)鍵技術(shù)細(xì)節(jié)與選型要點
1、類型選擇
①科里奧利質(zhì)量流量計
應(yīng)用最廣泛(占石化行業(yè)質(zhì)量流量計用量的80%以上)，直接測量質(zhì)量流量，精度高(±0.1%-±0.5%)，適配液體、氣體、多相流；按結(jié)構(gòu)分為單管型(適配低粘度、潔凈流體)和雙管型(抗振動、適配高粘度流體)。
②熱式質(zhì)量流量計
主要用于干燥氣體(如氮氣、壓縮空氣)計量，精度±1%~±2%，安裝簡便，無壓力損失，適合中小流量場景(如儀表風(fēng)管線監(jiān)測)。
③差壓式質(zhì)量流量計
通過差壓傳感器+密度傳感器組合測量，成本較低，適配大流量、高溫高壓工況(如主蒸汽管線)，但精度受流體流態(tài)影響較大，需配套安裝整流器。
2、材質(zhì)與工況適配
①接觸介質(zhì)材質(zhì)
原油、重油等含硫介質(zhì)選用316L不銹鋼或哈氏合金；強(qiáng)腐蝕介質(zhì)(如酸堿溶液、含氯溶劑)選用鉭合金或PTFE襯里；高溫工況(＞300℃)選用Inconel合金。
②壓力與溫度范圍
根據(jù)工況選擇，如井口計量需耐受10-30MPa壓力、-40℃~150℃溫度；LNG計量需耐受-196℃低溫、1.6-10MPa壓力。
3、防爆與防護(hù)等級
①防爆等級
爆炸危險區(qū)域(如罐區(qū)、裝置區(qū))需選用Ex d II CT4(隔爆型)或Ex ia II CT4(本安型)，符合GB 3836系列標(biāo)準(zhǔn)；
②防護(hù)等級
戶外安裝需達(dá)到IP67及以上，防止雨水、灰塵進(jìn)入儀表內(nèi)部導(dǎo)致故障。
質(zhì)量流量計安裝與維護(hù)規(guī)范
1、安裝要求(依據(jù)GB50093-2013《自動化儀表工程施工及質(zhì)量驗收規(guī)范》)
①安裝位置
避免安裝在振動劇烈的管線(如泵出口近端)，需預(yù)留≥5倍管徑的直管段(上游)和≥3倍管徑的直管段(下游)；垂直安裝時，流體流向需從下至上，確保傳感器充滿流體。
②防爆安裝
儀表接線盒需密封良好，電纜采用防爆撓性管連接，接地電阻≤4Ω；本安型儀表需配套安全柵，安裝在非爆炸區(qū)域。
③溫度補(bǔ)償
對于高溫工況，需在儀表前后管線安裝溫度傳感器，實現(xiàn)溫度補(bǔ)償，提升測量精度。
2、質(zhì)量流量計日常維護(hù)要點
①定期校準(zhǔn)
貿(mào)易計量用質(zhì)量流量計每年校準(zhǔn)1次，工藝控制用儀表每2年校準(zhǔn)1次，校準(zhǔn)依據(jù)JJG 1038-2008《科里奧利質(zhì)量流量計檢定規(guī)程》，可采用離線校準(zhǔn)(送計量機(jī)構(gòu))或在線校準(zhǔn)(通過標(biāo)準(zhǔn)流量計比對)。
②清潔與檢查
定期清理傳感器腔體中的結(jié)垢、雜質(zhì)(如原油中的瀝青質(zhì)、蠟質(zhì))，避免影響振動頻率；檢查儀表外殼、接線盒是否破損，防爆密封是否完好。
③故障處理
常見故障包括“流量波動大”(可能是管線振動或流體含氣率過高，需加固管線或安裝氣液分離器)、“零漂過大”(可能是傳感器污染或安裝應(yīng)力，需清潔傳感器或重新安裝)、“通訊中斷”(檢查電纜連接或DCS接口配置)。
質(zhì)量流量計國產(chǎn)替代與性價比分析
①主流國產(chǎn)質(zhì)量流量計廠家
國產(chǎn)質(zhì)量流量計廠家主要有西安東風(fēng)機(jī)電股份有限公司、太原太航流量工程有限公司、青島澳威流體計量有限公司、沃森測控技術(shù)(河北)有限公司、北京天辰博銳自動化設(shè)備有限公司、大連美天測控系統(tǒng)有限公司、上海一諾儀表有限公司、北京首科實華自動化設(shè)備有限公司、西安國儀測控股份有限公司、成都安迪生測量有限公司等，在常規(guī)工況(如煉油裝置原料計量、罐區(qū)裝車)中，精度可達(dá)到±0.2%~±0.5%，價格僅為進(jìn)口質(zhì)量流量計品牌(如艾默生、科隆、橫河、E+H、西門子、ABB、霍尼韋爾、阿自倍爾、法米特等)的50%~70%。
②替代場景適配
非貿(mào)易計量的工藝控制場景(如催化劑注入、溶劑回收)可優(yōu)先選用國產(chǎn)質(zhì)量流量計品牌；貿(mào)易計量或極端工況(如-196℃的LNG計量、30MPa高壓井口計量)可選用“進(jìn)口核心部件+國產(chǎn)組裝”的混合方案，平衡精度與成本。
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