質量流量計作為精準測量多相流體質量流量的核心儀表,憑借不受溫度、壓力、粘度變化影響的優勢,在石化行業從原油開采到成品出廠的全產業鏈中實現深度應用,尤其適配高溫、高壓、強腐蝕、高粘度的工況特性,以下從應用場景、技術細節、選型要點、維護規范等維度全面解析。

質量流量計核心應用場景及細節
1、原油開采與集輸環節
①井口計量
用于單井原油產量計量,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量流量,結合密度數據分離油、氣、水組分含量(符合GB/T18603-2019《天然氣計量系統技術要求》)。推薦選用雙U型管科里奧利質量流量計,抗振動能力強,可耐受地層流體中的砂粒沖擊。
②集輸管線監測
在原油集輸管網中,用于監測管線輸送效率,及時發現泄漏(通過流量突變預警),同時為管線保溫、加壓系統提供流量數據支撐。需選用防爆等級ExdIICT4及以上的儀表(符合GB3836.1-2021《爆炸性環境 第1部分:設備通用要求》),適配油氣混合物的防爆需求。
2、煉油工藝環節
①原料進料計量
在常減壓蒸餾、催化裂化、加氫裂化等裝置的原料進料口,精準計量原油、渣油、蠟油等原料流量,為工藝參數控制(如反應溫度、壓力、催化劑配比)提供精準數據,誤差范圍控制在±0.15%以內。例如催化裂化裝置中,原料油流量波動直接影響反應深度,質量流量計可實現閉環控制,確保產品收率穩定。
②催化劑注入計量
加氫裝置中,需精準注入硫化劑、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量流量計,具備高分辨率(1×10??),可避免因催化劑用量偏差導致的設備腐蝕或反應效率下降。
③產品分餾計量
分餾塔塔頂、塔底及側線出料口,質量流量計測量汽油、柴油、煤油等中間產品流量,為精餾塔溫度、壓力調節提供依據,確保產品餾程符合GB/T 252-2023《普通柴油》等標準要求。
3、化工生產環節
①反應物料配比
在乙烯、丙烯等烯烴生產裝置中,精準計量乙烯、乙烷、丙烷等原料的質量流量,實現1:1或特定比例的進料控制(如乙烯聚合反應中,單體與共聚單體的配比誤差需≤±0.2%),保障聚合物產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(如環丁砜、N-甲基吡咯烷酮)的流量,確保溶劑循環利用率穩定,降低生產成本。需選用耐溶劑腐蝕的材質(如哈氏合金C-276),避免儀表腔體被腐蝕導致的泄漏風險。
4、儲運與銷售環節
①儲罐進出料計量
在原油、成品油油罐的進料口和出料口,安裝質量流量計實現“罐區-裝置”或“罐區-運輸車輛/船舶”的精準交接計量,誤差需符合GB/T 9109-2019《石油和液體石油產品動態計量 第1部分:一般原則》要求(貿易計量誤差≤±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,質量流量計與自動裝車系統聯動,實現定量裝車(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通訊協議,接入罐區DCS系統實現數據實時上傳。
③天然氣計量
在液化天然氣(LNG)接收站、天然氣輸送管線中,測量天然氣的質量流量(通過密度補償計算標準體積流量),符合GB/T 18604-2014《用氣體超聲流量計測量天然氣流量》的補充要求,適配-162℃低溫、高壓工況。
質量流量計關鍵技術細節與選型要點
1、類型選擇
①科里奧利質量流量計
應用最廣泛(占石化行業質量流量計用量的80%以上),直接測量質量流量,精度高(±0.1%-±0.5%),適配液體、氣體、多相流;按結構分為單管型(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(如儀表風管線監測)。
③差壓式質量流量計
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),但精度受流體流態影響較大,需配套安裝整流器。
2、材質與工況適配
①接觸介質材質
原油、重油等含硫介質選用316L不銹鋼或哈氏合金;強腐蝕介質(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、防爆與防護等級
①防爆等級
爆炸危險區域(如罐區、裝置區)需選用Ex d II CT4(隔爆型)或Ex ia II CT4(本安型),符合GB 3836系列標準;
②防護等級
戶外安裝需達到IP67及以上,防止雨水、灰塵進入儀表內部導致故障。
質量流量計安裝與維護規范
1、安裝要求(依據GB50093-2013《自動化儀表工程施工及質量驗收規范》)
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,安裝在非爆炸區域。
③溫度補償
對于高溫工況,需在儀表前后管線安裝溫度傳感器,實現溫度補償,提升測量精度。
2、質量流量計日常維護要點
①定期校準
貿易計量用質量流量計每年校準1次,工藝控制用儀表每2年校準1次,校準依據JJG 1038-2008《科里奧利質量流量計檢定規程》,可采用離線校準(送計量機構)或在線校準(通過標準流量計比對)。
②清潔與檢查
定期清理傳感器腔體中的結垢、雜質(如原油中的瀝青質、蠟質),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)。
質量流量計國產替代與性價比分析
①主流國產質量流量計廠家
國產質量流量計廠家主要有西安東風機電股份有限公司、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(河北)有限公司、北京天辰博銳自動化設備有限公司、大連美天測控系統有限公司、上海一諾儀表有限公司、北京首科實華自動化設備有限公司、西安國儀測控股份有限公司、成都安迪生測量有限公司等,在常規工況(如煉油裝置原料計量、罐區裝車)中,精度可達到±0.2%~±0.5%,價格僅為進口質量流量計品牌(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
非貿易計量的工藝控制場景(如催化劑注入、溶劑回收)可優先選用國產質量流量計品牌;貿易計量或極端工況(如-196℃的LNG計量、30MPa高壓井口計量)可選用“進口核心部件+國產組裝”的混合方案,平衡精度與成本。
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