概述：

在過去的十年間，越來(lái)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(lái)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(lái)講，這將帶來(lái)在安裝和管線設(shè)計(jì)方面的巨大挑戰(zhàn)。

圖1：2016年前的常見大口徑質(zhì)量流量計(jì)設(shè)計(jì)方式

安裝考慮：

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，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(lái)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1m，通常沒有足夠的立體空間來(lái)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(wú)論是圓形（UFO型）還是U型的設(shè)計(jì)都會(huì)為安裝帶來(lái)巨大挑戰(zhàn)，因?yàn)閮筛叫泄芫€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(lái)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(lái)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(wú)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)4600t/h。

四直管大口徑質(zhì)量流量計(jì)

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180barg。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?/p>

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。KROHNE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)降低了泵和能源的損耗。

四直管分流器設(shè)計(jì)

免疫安裝影響：

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(lái)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(lái)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。

‘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(lái)的效果如此明顯，使得儀表可以被直接支撐于表體上。

專利的節(jié)點(diǎn)盤技術(shù)

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(lái)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)OPTIMASS2400-S400 16”科里奧利質(zhì)量流量計(jì)進(jìn)行高達(dá)2000t/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。

最新的KROHNE質(zhì)量流量標(biāo)定裝置“mega rig”至12”（前），“giga rig”至16”（后）

OPTIMASS 2400-S400技術(shù)特點(diǎn)：

1、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

2、溯源0.05%精度選項(xiàng)，可標(biāo)定至高達(dá)2000t/h

3、具備OIML R117/R137，MID貿(mào)易交接認(rèn)證，符合API，AGA準(zhǔn)則

4、自清潔與自排空

5、最優(yōu)化的分流器以降低壓損

6、專利的‘節(jié)點(diǎn)盤技術(shù)’使得測(cè)量不受過程條件影響

7、最高耐壓可到180barg

8、高達(dá)150barg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
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