煉化廠渦街流量計的實際運用現狀和調研分析

上海自動化儀表有限公司煉化企業天然氣管輸計量儀表大多采用標準孔板流量計、渦輪流量計和氣體超聲波流量計等，這三種儀表各有其優缺點，標準孔板流量計受技術條件的限制，存在量程比小、壓損大、安裝條件苛刻等不足; 渦輪流量計易受現場工況干擾，密度低 ( 壓力下降) 時流量下限升高，線性度變差，同時渦輪葉片容易腐蝕、積垢，管線的啟停操作也對渦輪的使用有潛在的損壞風險，后期維護工作量較大; 氣體超聲波流量計準確度高，但價格昂貴，使用、維護成本較高，對于安裝、使用條件也有著苛刻的要求。

青島煉化公司天然氣進廠監督計量表在安裝位置存在直管段長度不夠，臨近變電所等因素，導致原丹尼爾超聲波流量計運行期間多次出現故障，計量比對偏差較大。為徹底解決此問題，公司計量專業進行了各種探討，考慮在當前條件不進行大施工的前提下，嘗試尋找一種適應能力強、測量精度高、使用成本低的計量儀表進行替代。

本文通過分析渦街流量計的工作原理及特點，結合青島煉化公司渦街流量計的實際應用案例，旨在為煉化企業精準計量、現場不滿足傳統流量計安裝要求、運行工況不穩定等情況下的天然氣管輸計量提供借鑒和參考。

1 原天然氣進廠計量現狀

青島煉化公司裝置 2008 年建成投產，每日 40 萬 m3 左右的天然氣在青島管理區門站交接計量后管輸 進 廠，分 一 支 路 (管 徑 DN250 ) 和 二 支 路( 管徑 DN200) 供一、二制氫裝置作制氫原料和補燃料氣管網使用，如圖 1 所示，按照項目設計，兩支路均安裝了丹尼爾氣體超聲波流量計作天然氣進廠監督比對計量手段，但在安裝、運行、檢 定、維護、維修等環節上存在如下問題直接影響計量表的準確度和運行狀態。

( 1) 運行壓力 0. 8 MPa，瞬時流量范圍 3 000 ～ 20 000 Nm3 /h，流量波動較大。

( 2) 受現場環境條件限制，計量儀表安裝位置存在前后直管段長度不足和臨近變電所和廠外公路 ( 存在一定的電磁干擾和噪聲源) 等問題，導致流量計日常運行驅動增益偏大，經 常 出 現故障。

( 3) 儀表硬件故障后，廠家安排的現場技術服務人員成本費用高，配件到貨周期較長。

( 4) 因檢定裝置區域限制以及檢定裝置資源不足，低壓力天然氣管線的超聲波流量計檢定時間在 2 ～ 3 個月左右，影響計量表有效使用周期;公司裝置檢修期為 4 年，無法按檢定規程進行檢定，影響流量計的有效合規使用。

因為以上問題，公司 2 臺進廠天然氣超聲波流量計運行不穩定，計量數據誤差大，無法正常實現計量監督比對作用，影響企業天然氣進廠途耗的有效控制和生產經營成本。

從數據看，天然氣進廠途耗一般在 1. 60% 左 右，指標控制不適應于現代化企業在進出廠原物料計量精細化上的管理要求。為解決天然氣途耗大的問題，加強天然氣進廠能源計量管理，青島煉化公司嘗試尋找一種適應能力強、測量精度高、使用成本低的計量儀表進行代替，考慮到生產裝置在大幅度調整或開停工期間進廠天然氣的瞬時流量和壓力不穩定，可在 3 000 ～25 000 Nm3 /h 流量之間波動內正常計量，替代儀表須具備以下條件:

( 1) 現場安裝直管段要求低，適應能力強，適用于公司現場的嘈雜環境。

( 2) 量程比較寬，測量準確度和重復性好，滿足貿易交接計量要求。

( 3) 使用成本相對較低，便于開展安裝、維護和檢定等工作。

經調研，渦街流量計作為新型差壓流量儀表，具有測量精度高、量 程 比 寬、適 應 能 力 強、現場安裝無直管段要求等優勢，2019 年下半年開展了該儀表的試用，鑒于此前未使用過渦街流量計，試用初期先進行了二支路 ( 管徑 DN200)的改造，一支路仍保留原有的超聲波流量計，上海自動化儀表有限公司這樣做也便于同一支路進行計量數據和使用效果的比對。