流体测量

根据ARC顾问集团2011年中期发布的《全球流量计市场》报告显示,主流流量及技术即将发力,未来数年的增长速度将超过多数产品。尤其是因为油价高企导致化石能源开采、生产和加工生意兴隆,流量计市场的收入会受到能源部门业务增长的刺激。

根据ARC顾问集团2011年中期发布的《全球流量计市场》报告显示,主流流量及技术即将发力,未来数年的增长速度将超过多数产品。尤其是因为油价高企导致化石能源开采、生产和加工生意兴隆,流量计市场的收入会受到能源部门业务增长的刺激。

亚洲炼油市场增长同样也刺激着管道和加油站的建设,对于流量测量设备的需求也在不断增加。报告注意到,亚洲确实将继续扮演流量计市场的主要推动力,这得益于中国和印度经济增长带来的发电、油气、水和污水处理等部门大量的新开工项目,以及这些国家对于消费品和交通的需求。

从技术角度来说,超声波和科里奥利流量计等设备的普及帮助提高了流体测量的准确性,它们测量的可重复性和可靠性都达到了之前机械仪表无法企及的高度。ARC同时还指出,智能化也让流量计不仅局限于基本的测量功能,而是在流程和业务改善中扮演着重要的角色。

为了对流量计市场的技术趋势、仪表选择和应用有一个更好的认识,《亚洲控制工程》向艾默生过程管理公司的Keith Meadway提出了一系列问题,他现在正担任流体集团非洲地区的销售经理。

问:流量计技术在过去的10到15年中是如何发展的?

答:我们已经看到了很多智能方面的进步,包括流量计的诊断功能和信号处理功能。这增强了诸如仪表诊断和远程仪表验证等方面的功能。仪表验证允许最终用户确认仪表正在按照初始的规范工作,没有干扰的流程。这减少了停机时间,提高了准确性,减少了人员往返现场的次数。

问:现在市场中主要的产品有哪些?

答:现在过程流体测量主要的技术就是科里奥利、压差、电磁和涡街流量计。我们也在一些应用中看到超声波、涡轮和正排量技术。每一项技术都有着自己的定位和独特的优势,有时候这些优势互相重合,因此在不同的技术之间做出选择就显得更加困难。

问:考虑到相关性和不同应用的适应性,应该如何选择流体测量方法?

答:基本上,科里奥利流量计可以直接测量质量和密度,这些流量计具有相当高的量程比。艾默生的Elite科里奥利流量计也可以检测二相流,并在气相占总体积小于10-12%的情况下保证高准确度的液流测量。科里奥利技术一般适用于计量交接和控制应用。

压差(DP)技术一般是一种成本较低的流体测量方法。传统上,DP技术进行流程测量麻烦的地方在于需要12倍的直管直径,当然新技术只需要4倍就够了。压力降取决于使用的是孔板还是Annubar。用超过一般的流程行业中的流体测量使用的都是压差方法。

电磁流量计测量没有压力降的体积流量。这些仪表是测量导电液体和泥浆的理想选择。此外,我们还可以选择涡街流量计,它是测量液体、气体和蒸汽的好选择。这种仪表的量程比比科里奥利流量计更低,所以用户在选择仪表,尤其是应用的流速非常低的时候要特别注意。

问:在选择流量计的时候,最终用户需要考虑哪些关键方面才能保证成功?

答:有下面这些方面用户确实需要考虑:

• 安装流体测量设备的理由,是用来控制、计量交接、批处理还是指示?这些理由决定了测量的价值,同时对测量点的预算也有着影响。

• 需要测量的流体属性(粘度、压力、温度和导电率);需要的量程比和准确度;以及所需的可重复性和反馈时间。这些因素都是进行技术选择时需要考虑的。

• 物理安装的要求,比如有多大的空间和长度,最大允许的压力降是多少?

• 是否需要考虑环境和人员安全的问题,保证设计的缺陷更少?是不是流程控制或者流程安全应用?如果是安全应用,需要考虑设备的SIL等级或者证明原理。

• 生命周期需要考虑哪些方面?需要什么样的可靠度?每一个选项安装、试车、测试和维护成本如何?这些因素如何抵消掉不同的仪表成本?

根据上面提到的这些要求,选择流体测量结束并不那么简单,因此我们建议如果不清楚的话需要咨询专家。

问:管道系统中最佳的流量计位置在哪里?

答:流量计应该按照能够充分发挥功能的方式安装。对于液体应用来说,只要有可能,流量计就应该安装在流动的垂直方向。像泵和弯管都可以给流体带来扰动,设计人员应该仔细考虑,尽量减少这些影响。

问:客户在流量计应用当中一般会碰到哪些陷阱,应该如何避免?

答:我们最常遇到的陷阱就是缺少流程的细节信息,或者对应用进行了错误的假设,这会导致不良的方案,从而引起流量计安装的尺寸错误。

最常见的后果就是流量计的高压降和准确度下降。还有一点非常重要的,就是选择流量计的人要理解测量的理由。比如说,批处理和效用流监控的要求就有所不同,与计量交接或者简单的指示又不同。要保证自己拿到准确的流程信息和清晰的功能,避免这些陷阱。再一次重申,如果有疑问的话,一定要去请教流体测量专家。

问:工业界如何处理那些没有达到期望的应用?达到期望的步骤有哪些?

答:最佳的方法就是举办用户论坛。在一次好的论坛中,会有一系列活动帮助流体测量的专家。其中包括有培训课程,人们可以了解最新的技术以及如何使用这些技术。还会有用户展示研讨会,人们可以分享他们从实际工作当中得到的经验和教训。

在所有这些活动中,最终用户可以坦诚的讨论他们在现实世界中遇到的问题,从彼此身上了解最佳的行动方案,并让制造商认识到自家产品的短板加以改进。因此,用户和工业领导者最终可以在研讨会上谋得双赢。

问:有哪些高水平的最佳实践?

答:要理解测量的目的和它的价值所在,确信你了解所测量流体的属性、实际安装需求以及你到底需要测量达到怎样的速度、可重复性和准确度。要考虑环境和安全方面的问题,保证资本和生命周期成本之间的平衡。现在要选择正确的技术、正确的建筑材料、正确的进行安装,远离那些可能会影响测量的设备。

问:在流量计技术方面有哪些未来的发展趋势?

答:设备智能化的趋势将持续,这可以让流量计信号处理的能力更强。除此而外,我们还将看到使用更加新颖材料的设备,比如带有超级双相不锈钢测量管的科里奥利流量计,而仪表的型号也会更多。

接下来,你还会拥有无线测量技术,它可以大幅削减采用四线或者两线技术的流量计的安装和维护成本。无线还会将流量计的智能传递给现有的控制系统和维修站。

Chikezie Nwaoha是一名石油工程师,同时也是《亚洲控制工程》的撰稿编辑。

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