概述：

在過去的十年間，越來越多的過程儀表廠家在進(jìn)行 大口徑科里奧利質(zhì)量流量計(jì)的研發(fā)，以滿足油氣和石化 行業(yè)中對(duì)于大流量油品，氣體，以及化工介質(zhì)貿(mào)易交接測(cè) 量的要求。而高精度的質(zhì)量流量和密度測(cè)量，也使得此 技術(shù)越來越多的被客戶所接受。但由于技術(shù)難點(diǎn)的存 在,在當(dāng)下市場(chǎng)上,仍只有不多的過程儀表廠家可以生產(chǎn) 較大規(guī)格的大口徑科里奧利質(zhì)量流量計(jì)。

與小口徑規(guī)格不同，市面上不同廠家對(duì)大口徑質(zhì)量 流量計(jì)的設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)方 式。一種設(shè)計(jì)方式使用的仍是傳統(tǒng)的U型管設(shè)計(jì),而另外一種則采用的是圓形（UFO型)設(shè)計(jì)。U 型管設(shè)計(jì)方式采用分流器將其中的兩根測(cè)量管從過程連 接處分隔開。圓形（UFO型）儀表設(shè)計(jì)采用了兩組雙管的 設(shè)計(jì),在每一側(cè)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(guī)格較大,這兩種設(shè)計(jì)方式的立體尺寸和 重量均大幅度提升。對(duì)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(shè)計(jì)方面的巨大挑戰(zhàn)。

安裝考慮：

簡(jiǎn)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(cè)量管需朝向向下。二是垂直安裝,如旗幟一 般,測(cè)量管從管線處向外延伸。

對(duì)于圖1中所示的兩種設(shè)計(jì)方式，讓我們來想象一 下當(dāng)對(duì)U型管儀表在液體應(yīng)用中進(jìn)行安裝時(shí)的情形。在 這種情況下，為了確保儀表測(cè)量管滿管，且不產(chǎn)生氣體堆 積的情況,儀表測(cè)量管必須垂直向下,測(cè)量管底部與地面 平行。而由于大多數(shù)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(tái)U型 管儀表，除非是在地面上為其進(jìn)行專門的開安裝孔,但這 不僅會(huì)造成施工的成本增加，同時(shí),客戶為了保證此安裝 孔洞的清潔,不積水結(jié)冰,需要有更多的顧慮。

而當(dāng)兩根平行管線距離較近時(shí)，無論是圓形（UFO 型）還是U型的設(shè)計(jì)都會(huì)為安裝帶來巨大挑戰(zhàn)，因?yàn)閮?/span> 根平行管線間不會(huì)有足夠的安裝空間。在這種情況下， 通常客戶不得不進(jìn)行額外的管線布置來安裝儀表。對(duì)于 U型管儀表,如果像旗幟一樣安裝，會(huì)造成安裝空間的大 幅增加，并使得現(xiàn)場(chǎng)的管線結(jié)構(gòu)極為復(fù)雜。同時(shí),此類安 裝時(shí)儀表自身重量被加在儀表過程連接處，會(huì)對(duì)測(cè)量管 造成較大機(jī)械應(yīng)力和噪音,從而產(chǎn)生可能的不準(zhǔn)確測(cè)量。

貿(mào)易交接：

貿(mào)易交接應(yīng)用所使用的流量計(jì)需要在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行不定 期的驗(yàn)證和標(biāo)定。此類現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)證多數(shù)情況下是由小型體 積管來完成的。一個(gè)小型體積管會(huì)推動(dòng)已知的‘小型’體 積通過儀表,并記錄儀表的累積量。任意一個(gè)丟失的脈沖 都會(huì)造成額外的不確定度和重復(fù)性的偏差。所以,對(duì)于標(biāo) 定和驗(yàn)證結(jié)果,優(yōu)異的零點(diǎn)穩(wěn)定性是最重要的關(guān)鍵。零點(diǎn) 穩(wěn)定性代表了一臺(tái)質(zhì)量流量計(jì)在充滿靜態(tài)的液體情況下 的穩(wěn)定性能。噪音以及機(jī)械應(yīng)力都會(huì)對(duì)零點(diǎn)穩(wěn)定性造成 較大影響,從而導(dǎo)致較差的現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)證和標(biāo)定結(jié)果。

市場(chǎng)需求：

基于市場(chǎng)調(diào)研的結(jié)果，多數(shù)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(jìn)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(jìn)行任何管線上的變動(dòng)，可以使客戶大大優(yōu)化其對(duì)安裝 平臺(tái)和裝置的空間和管線優(yōu)化,從而降低成本以及風(fēng)險(xiǎn)。

此種設(shè)計(jì)應(yīng)該能夠通過最簡(jiǎn)單的方式被安裝于任何 工藝場(chǎng)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(huì)對(duì)零點(diǎn)穩(wěn)定性或精度產(chǎn)生任何影 響，同樣也不會(huì)對(duì)測(cè)量元件產(chǎn)生噪音和機(jī)械應(yīng)力的影響。

其他的要求包括：針對(duì)不同應(yīng)用環(huán)境的適用性（例如 防爆認(rèn)證）；可溯源的貿(mào)易交接級(jí)標(biāo)定；二級(jí)壓力保護(hù)腔 體;可通過小型體積管進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)的貿(mào)易交接驗(yàn)證，以及多種通訊方式的選項(xiàng)等。

KROHNE解決方案：

KROHNE在近期發(fā)布了 OPTIMASS產(chǎn)品家族的最新 成員。該產(chǎn)品是世界上唯一的四直管設(shè)計(jì)方式的科里奧 利質(zhì)量流量計(jì)，具備最小的安裝空間。該儀表是世界上 最大流通量的質(zhì)量流量計(jì)，其流量上限可達(dá)4 600 t/h。

在圖2及圖6中可以看到，其獨(dú)特的直管型設(shè)計(jì)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(shí)由于其帶有二級(jí)壓力保護(hù)腔體的設(shè)計(jì)，耐壓可達(dá)到 180 barg。而由于科里奧利質(zhì)量流量計(jì)的測(cè)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(shí)現(xiàn)高精度和可靠的測(cè)量。同時(shí)，也 為客戶顯著降低了安裝以及運(yùn)輸?shù)某杀尽?/span>

液體介質(zhì)通過大口徑彎管質(zhì)量流量計(jì)，尤其是被垂 直如旗幟一樣安裝方式的情況下,會(huì)產(chǎn)生巨大的壓損，從而造成泵和能源的損耗。KRO麗E所提供的四直管科里 奧利質(zhì)量流量計(jì)使用優(yōu)化的分流器結(jié)構(gòu)（如圖3)降低了 泵和能源的損耗。

 溯源標(biāo)定：

對(duì)于此類最大規(guī)格的質(zhì)量流量計(jì)進(jìn)行溯源標(biāo)定，需 要非常大的標(biāo)定裝置。KROHNE在英國(guó)Wellingborough 的生產(chǎn)廠，已經(jīng)投建了世界上最大的質(zhì)量流量標(biāo)定裝置 來迎接這個(gè)挑戰(zhàn)。

為了將質(zhì)量流量計(jì)標(biāo)定至±0.05%的溯源標(biāo)定精度,所 使用的標(biāo)定裝置不確定度需要3倍精確于此精度。 KROHNE所投建的質(zhì)量流量標(biāo)定裝置已被UKAS (英國(guó)皇家 認(rèn)可委員會(huì)）進(jìn)行形式認(rèn)定,其裝置擴(kuò)展不確定度達(dá)到 0.017%。據(jù)此，KROHNE的最新標(biāo)定裝置可以對(duì)OPTI- MASS2400-S400 16”科里奧利質(zhì)量流量計(jì)進(jìn)行高達(dá)2 000 t/h 的0.05%精度溯源標(biāo)定。如圖5中所示,該標(biāo)定裝置是世界 上最大的單體質(zhì)量流量標(biāo)定裝置。

如在前文中所述，對(duì)于大流量貿(mào)易交接測(cè)量的質(zhì)量 流量計(jì),零點(diǎn)穩(wěn)定性是非常重要的參數(shù)。KROHNE通過 專利的節(jié)點(diǎn)盤技術(shù)將測(cè)量系統(tǒng)和過程工藝管道隔離，節(jié) 點(diǎn)盤技術(shù)會(huì)衰減并隔絕來自于過程管線的噪音和振動(dòng)。 而由于管線安裝扭矩所帶來的應(yīng)力，則一方面通過剛性 的二級(jí)壓力保護(hù)腔體衰減，一方面通過KROHNE專利的 一體化剛性補(bǔ)償技術(shù)進(jìn)行補(bǔ)償，從而保護(hù)儀表精度性能 不受影響。

在圖4中所示的‘節(jié)點(diǎn)盤技術(shù)’被KROHNE首個(gè)用 在雙管技術(shù)中，并將其進(jìn)一步延伸至四直管質(zhì)量流量計(jì) 的設(shè)計(jì)方式中。節(jié)點(diǎn)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。

?創(chuàng)新的四直管專利設(shè)計(jì)，使其同時(shí)達(dá)到最大的流 通量和最小的安裝空間

?溯源0. 05%精度選項(xiàng)，可標(biāo)定至高達(dá)2 000 t/h ?具備OIML R117/R137, MID貿(mào)易交接認(rèn)證，符合 API, AGA 準(zhǔn)貝IJ

?自清潔與自排空 ?最優(yōu)化的分流器以降低壓損 ?專利的‘節(jié)點(diǎn)盤技術(shù)’使得測(cè)量不受過程條件影響 ?最高耐壓可到180 barg

?高達(dá)150 barg的二級(jí)壓力保護(hù)腔體,為油氣化工行 業(yè)提供最高安全性。